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变形温度和速度对真实应力-应变曲线的影响

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:图10-22是低碳钢在各种温度下的真实应力—应变曲线,从中可以看出温度对软化的影响。换言之,增加变形速度,流动应力必然要提高。由此可见,变形速度最终对流动应力的影响,问题就比较复杂,它主要由金属在具体条件下变形时硬化与软化的相对强度而定。

变形温度和速度对真实应力-应变曲线的影响

1.变形温度对真实应力—应变曲线的影响

图10-20 用外推法求压缩真实应力—应变曲线

在第15章中已经知道,金属在加热条件下,原子激活能增加会促成回复和再结晶,使变形中的硬化效应得到消除或部分消除。这些软化现象的出现,就使流动应力降低,但在某些温度区域,由于金属的脆性,出现了一些例外情况,如钢在400℃左右的蓝脆区和800℃左右的相变区,则流动应力反而有所升高,如图10-21所示。但总的趋势仍是流动应力随温度升高而下降。从真实应力—应变曲线来看,随着温度升高,金属的硬化强度减小(即曲线的斜率减小),并从一定温度开始,应力—应变曲线成为水平线,这表明金属变形中的硬化效应完全被软化所抵消。图10-22是低碳钢在各种温度下的真实应力—应变曲线,从中可以看出温度对软化的影响。

图10-21 碳钢在不同温度下的流动应力

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图10-22 低碳钢在不同温度下的静载压缩应力—应变曲线

2.变形速度对真实应力—应变曲线的影响

位错运动的速度与剪应力的关系可以表达为v=,分析后可知,变形速度的增加,就意味着位错运动速度v的加快,因此必然需要作用更大的剪应力。换言之,增加变形速度,流动应力必然要提高。此外,由于变形速度增加,没有足够时间发展软化过程,这也会促使流动应力提高;另一方面,增加变形速度又导致了热效应的增加。由此可见,变形速度最终对流动应力的影响,问题就比较复杂,它主要由金属在具体条件下变形时硬化与软化的相对强度而定。

在冷变形时,由于热效应显著。强化被软化所抵消,最终表现的是:变形速度的影响不明显,真实应力—应变曲线比静态的冷变形曲线略高一点,差别不大(见图10-23(a))。但在高温下情况则不同。高温时热效应小,变形速度的强化作用显著,应力—应变曲线比静态热变形时的高出很多,如图10-23(c)所示。温变形中真实应力—应变曲线比静态的温变形曲线增高的程度小于热变形时的情况(见图10-23(b))。

图10-23 不同温度下变形速度对真实应力-应变曲线的影响

(a)冷变形;(b)温变形;(c)热变形

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