《材料科学基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章 材料的形变和再结晶 5.1 弹性和粘弹性

第五章材料的形变和再结晶概述无论是金属材料、无机非金属材料和高分子材料，材料在外力的作用下要产生变形。金属在外力作用下一般经历弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。本章将分别介绍材料的变形方式，并讨论金属弹性变形之后的再结晶现象

第五章 材料的形变和再结晶 概述 无论是金属材料、无机非金属材料和高分子材料，材料在 外力的作用下要产生变形。 金属在外力作用下一般经历弹性变形、塑性变形和断裂三 个阶段 。 本章将分别介绍材料的变形方式，并讨论金属弹性变形之 后的再结晶现象

静拉伸示意图载荷传感器试样可移动横梁

应力一应变曲线OhsOeOe为弹性极限应力①s为屈服强度Ob为抗拉强度EbEk应变

应力一应变曲线

5.1弹性和粘弹性5.1.1弹性变形的本质在外力作用下物体产生变形，当外力去除后能回复原来的形状与大小，这种可逆变形就叫做弹性变形。从原子间结合力的角度了解弹性变形的物理本质

5.1 弹性和粘弹性 5.1.1 弹性变形的本质 在外力作用下物体产生变形，当外力去除后能回复原来的 形状与大小，这种可逆变形就叫做弹性变形。 从原子间结合力的角度了解弹性变形的物理本质

无外力：原子处于平衡位置，原子间距为r0，位能U最低相互作用力为零，是最稳定状态。有外力：原子受力后将偏离其平衡位置，原子间距变化。原子间距增大时将产生引力：原子间距减小时将产生斥力。外力去除：原子恢复原来的平衡位置，所产生的变形完全消失，这就是弹性变形

无外力：原子处于平衡位置，原子间距为r0，位能U最低， 相互作用力为零，是最稳定状态。 有外力：原子受力后将偏离其平衡位置，原子间距变化。 原子间距增大时将产生引力； 原子间距减小时将产生斥力。 外力去除：原子恢复原来的平衡位置，所产生的变形完 全消失，这就是弹性变形

5.1.2弹性变形的特征和弹性模量弹性变形的主要特征是：（1）弹性变形是可逆变形，加载时变形，卸载时恢复原状（2）不论是加载或卸载时，只要在弹性变形范围内，其应力与应变之间保持线性关系，即服从虎克（Hooke）定律

5.1.2弹性变形的特征和弹性模量 弹性变形的主要特征是： （1）弹性变形是可逆变形，加载时变形，卸载时恢复原状。 （2）不论是加载或卸载时，只要在弹性变形范围内，其应 力与应变之间保持线性关系，即服从虎克（Hooke）定律

虎克（Hooke）定律正应力与正应变之间保持线性关系6=E切应力与切应变之间保持线性关系T= GyE，G分别为弹性模量和切变模量

虎克（Hooke）定律 正应力与正应变之间保持线性关系。 σ= Eε 切应力与切应变之间保持线性关系。 τ= Gγ E，G分别为弹性模量和切变模量

EG =2(1 - )v为材料泊松比，表示侧向收缩能力

v为材料泊松比，表示侧向收缩能力

弹性模量的技术意义E代表使原子离开平衡位置的难易程度，是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量技术意义：E称为材料的刚度，它表示材料在外载荷下抵抗弹性变形的能力

弹性模量的技术意义 E代表使原子离开平衡位置的难易程度，是表征晶体中原子 间结合力强弱的物理量。 技术意义：E称为材料的刚度，它表示材料在外载荷下抵抗 弹性变形的能力

影响弹性模量E的因素温度T个，原子结合力下降，EI对晶体而言，E是各向异性的。在单晶体中，沿原子密排面E最高，沿原子排列最疏的晶向E最低。多晶体中，E各向同性

影响弹性模量E的因素 温度 T↑， 原子结合力下降，E↓ 对晶体而言，E是各向异性的。在单晶体中，沿原子密排面 E最高，沿原子排列最疏的晶向E最低。多晶体中，E各向同 性