材料物理-材料的受力形变研究内容：物理性能与材料的成分、结构、工艺过程的关系及其变化规律。本课程的内容庞杂，每章都自成体系。从四个方面进行学习：基本概念、物理本质、影响因素和分析应用。使用教材：本课程讲授内容考核办法：大家应该也有点累了，稍作休息2.1应力和应变2.2弹性形变2.3滞弹性2.4材料的塑性形变2.5材料的高温蠕变各种材料在外力作用下，发生形状和大小的变化，称之为形变。基本力学行为：单向静载荷拉伸试验材料在外力作用下都要产生内力，同时发生形变。通常内力用应力描述，形变则用应变表示。应力的定义：单位面积上所受的内力。分类：分类：1.单向拉伸应变名义应变和真实应变2.剪应变3.压缩应变（体积应变）三、应力与应变曲线×1.脆性材料（陶瓷）：如上图曲线（a），即在弹性变形后没有塑性变形（或塑性变形很小）接着就是断裂，总弹性应变能非常小。材料的形变是重要的力学性能，与材料的制造、加工和使用都有着密切的关系。因此，研究材料在受力情况下产生形变的规律是有重要意义的。2.2弹性形变一、虎克定律（应力与应变的关系）弹性模量，对各向同性体为一常数。表示材料抵抗弹性变形的能力。当长方体伸长时，侧向要发生横向收缩。长方体在单向正应力作用下若长方体各面分别受有均匀分布的正应力,则在各方面的总应变可以将三个应力分量中的第一个应力分量引起的应变分量叠加而求得。广义虎克定律为：对于剪切应变，则有：——各向同等的压力除以体积变化为材料的体积弹性模量。弹性模量理论上：二、弹性变形机理2、弹性变形的本质（过程）在r0附近4、原子间的势能与弹性常数的关系就是势能曲线在最小值处的曲率，它是δ与无关的常数。弹性系数ks对于一定的材料它是个常数，它代表了对原子间弹性位移的抗力，即原子结合力。5、弹性模量弹性模量E是一个重要的材料常数，它是原子间结合强度的一个标志。弹性模量E：E共价键＞E离子键＞E金属键＞E分子键E0—材料无气孔时的弹性模量，P—为气孔率.7、两相复合材料的弹性横量vA、vB分别为两相的体积分数EA、EB分别为分别为两相的弹性模量B2.3滞弹性一、理想模型流动时有速度梯度存在速度梯度=剪切速率牛顿粘性定律牛顿液体模型弹簧二、组合模型二、组合模型2.开尔文固体模型——固态粘弹性物体2.3.2滞弹性为恒定应变下的应力松弛弛豫时间。二、应变松弛和应力松弛蠕变2、应力松弛三、松弛时间分离变量：讨论：2、恒定应变（应力松弛）应力松弛方程应力松弛时间。塑性形变是指一种在外力移去后不能恢复的形变。材料经受塑性形变而不破坏的能力叫延展性，此种性能在材料加工和使用中都很有用，是一种重要的力学性能。弹性极限产生弹性变形而不产生塑性变形的最大应力；屈服强度、金属开始塑性变形的最小应力；抗拉强度材料抵抗大塑性变形的能力，反映极限承载能力。塑性变形方式滑移：晶体受力时，晶体的一部分相对另一部分发生平移滑动。孪晶:是在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面（孪晶面）和一定的晶向（孪晶方向）相对于另一部分，在一个区域内发生连续顺序的切变。2.4.1晶格滑移滑移系(a)面心立方晶体(c)体心立方晶体(0001)<1120>滑移方向对滑移所起的作用比滑移面大，所以面心立方金属比体心立方金属的塑性更好。二、临界分切应力设试棒横截面积为A轴向拉力为F滑移面法线与外力F之间的夹角为λ滑移方向与外力F之间的夹角为φ滑移的临界分切应力（c）：在滑移面上沿滑移方面开始滑移的最小分切应力。滑移的临界分切应力（c）c取决于金属的本性，不受，的影响；或＝90时，；c＝coscos的取值，＝45时，最小，晶体易滑移；软取向：值大；取向因子：coscos硬取向：值小。{三、金属与非金属晶体滑移难易的比较2.4.2塑性变形机理刃位错的运动在高温下使用的材料，必须考虑其高温蠕变。１）在外力作用下发生瞬时弹性形变２）蠕变减速阶段。特点是应变速率随时间递减。（１）温度升高时，n值变小，形变速率加快，恒定蠕变阶段缩短。（２）外力对应变速率的影响很大。1）在高温下原子热运动加剧。可以使位错从障碍中解放出来，并使位错运动加速。高温下的蠕变现象类似于晶体中的扩散现象。并且把蠕变过程看成是外力作用下沿应力作用方向扩散的一种形式。1）当试件受拉时，受拉晶界的空位浓度增加，在受压晶面上，空位浓度减少。2）受拉晶界与受压晶界产生空位浓度差，受拉晶界的空位向受压晶界迁移。同时，原子朝相反方向扩散。导致沿受拉方向伸长，发生形变。三、晶界蠕变理论1）如果蠕变由扩散过程产生，为了保持品粒聚在一起，就要求晶界滑动；2）如果蠕变起因于晶界滑动，要求扩散过程来调整。1.温度温度升高，蠕变大。因为温度升高，位错运动和