金属中等温变形应力加工硬化剪切截面分析显微镜

金属中等温变形应力加工硬化剪切截面分析显微镜

  对于重复使用并要经历多次循环的装置来说，不论是在实际使
用过程中，还是在制造过程中，损伤源都不应出现，这是很重要的
。这些情况下，必须确切了解绝热剪切带产生的条件，从而避免其
产生。通常而言，在一个装置的使用期内，避免其自身的塑性变形
并不难。但是在现代高速加工(锻造、冲击或电磁成形)中，消除绝
热剪切带产生的条件可能比较困难。利用绝热剪切带的力学知识并
通过合理的设计，可以避免损伤源的产生。

  相反，一些加工工艺，如钻孔、切割、剪切或冲击，以及球磨
和机加工，剪切导致的失效是工艺过程本身的一个重要部分，它在
材料的特定位置仅发生一次。通过对剪切机制的深入了解，可以更
好地对工艺过程进行优化设计。所有提及的工艺过程通过半经验的
方式得到了大大的改进，当然也得到了广泛的应用。在应用领域，
点滴的进步都会产生巨大的经济效益。

  不过，在弹道学和冲击物理学中，有效地利用剪切理论才可能
得到最快、最大的回报。这些情况下，对服役部件的使用性能而言
，剪切机制是材料流变和失效的基础，如果没有贯穿，冲击就消失
，那么必须超过某一临界条件才能实现这一过程。另外，正如侵彻
的例子一样，损伤的程度和分布在性能优化中非常重要，在降低有
效运作所需的自重和能耗方面也同样重要。如果不能完全地了解破
坏机制，就无法对当前研究的复杂装置进行优化，绝热剪汽车、飞
机、轮船以及其他交通工具(相比弹道学，通常只需考虑低的应力
和应变率)撞击实验的设计会有很大帮助。
  定性机制

  定性地讲，绝热剪切的力学基础是容易理解的。随着塑性变形
的进行，许多金属中等温变形应力通常随着加工硬化而增加，应变
率硬化会进一步加强塑性变形应力。但是大部分塑性功转变成热，
随着材料内温度升高，流变应力通常减小。这样，两种竞争机制同
时在起作用：加工硬化和应变率硬化使流变应力增加，热软化使流
变应力降低，而且热软化总是强过硬化机制。这样，如果变形的时
间够长，随着应变的增加，材料最终发生软化。

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