金属变形原理及实验示意图

金属材料在使用中总是受外力作用的。材料单位截面积上所受的力称为应力：

式中 P——外力；

F——材料截面积。

材料在应力作用下，发生形状和尺寸的变化叫变形。变形分为弹性变形和塑性变形。

①弹性变形：变形量与应力成正比，应力消失，变形也消失。

②塑性变形：变形量与应力不成正比，应力消除，变形也不会消失。

在外力作用下，金属变形分为弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。例如，金属材料（油棒）在拉应力作用下发生形变，如图2-16所示。(www.xing528.com)

图2-16 金属油棒拉伸实验示意图

d_k—油棒断裂处直径

由图2-16可以看出，在开始的Ob阶段，拉力与试样变形量成正比，材料处于弹性变形阶段。我们把材料能够承受最大弹性变形，尚未发生塑性变形的应力，称为弹性极限，通常记为σ_E。

外力超过b点，金属材料除弹性变形外，还发生部分塑性变形，当外力增至c点后，外力不再增加，变形仍在继续，这种现象称为“屈服”。开始发生屈服现象的应力称为屈服极限，又叫屈服强度记作σ_s，屈服现象发展到d点为止。

此后，外力增加，变形继续增加，但不成比例，当外力达到e点时，试样上出现局部变细现象，称为“颈缩”。此后外力不断降低，变形主要局限于颈缩部分，直到k点断裂为止。对应断裂时的应力称断裂强度记为σ_k。断裂之前材料所承受的最大应力，称为强度极限或拉伸强度记为σ_b。