收藏词条 编辑词条 屈服台阶
创建时间:2008-08-02
屈服台阶(yield terrace):在某些材料的拉伸曲线上与屈服伸长相对应的水平线段或曲折线段,又称屈服平台。退火低碳钢的拉仲曲线如图所示。从图上曲线看出,当载荷增加到一定数值时曲线突然下降,随后在载荷不再增加或在某一不变载荷附近波动时,试样会继续产生伸长变形。载荷突然下降的点,称为上屈服点(图中A点);不变载荷或首次下降的最低载荷点,称为下屈服点(图中B点)。
退火低退火低碳钢的拉伸曲线图碳钢的拉伸曲线图
退火低碳钢的屈服台阶最为典型。屈服台阶与位错和溶质原子的相互作用有关。聚集在位错周围的碳、氮间隙原子使位错被钉扎,使滑移困难,塑性变形开始时必须提高外力才能使位错启动,位错一旦启动后所需应力即迅速下降,位错能在较低的应力作用下迅速滑移。
形成屈服台阶的机制与以下因素有关:材料在变形前可动位错密度小(或虽有大量位错,但多数被钉扎住);随塑性变形的开始,位错迅速增殖;位错运动速率与外加应力。塑性变形的应变速率ε.用下式表示:
式中b为伯格斯矢量;ρ为可动位错密度;V¯为位错运动平均速率。位错运动速率取决于应力的大小:
V¯=(r/r0)m´
式中r为滑移面的切应力;r0为位错以单位运动速率运动所需的切应力;m´为位错运动速率的应力敏感系数。提高V¯需较高的应力,得到较高的上屈服点,一旦塑性变形产生,由于位错的增殖使位错密度增加,相应的速率要下降,而对应的应力也会突然下降到下屈服点。体心立方点阵金属的m´值较低(m´<20)具有明显的屈服现象,面心立方点阵金属的m´值较高(m´>100~200)故屈服现象不明显。