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关于拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线的问题
低碳钢的应力－应变曲线
a、拉伸过程的变形：
弹性发生变形，屈服开始变形，加工导致硬化（呈现均匀的塑性变形），出现不均匀且集中的塑性变形。
b、相关公式：
工程应力是力 F 除以初始横截面积 A0 所得；工程应变是伸长量 ΔL 除以原始长度 L0 所得；存在比例极限，记为 σP；有弹性极限，记为 σε；还有屈服点，记为 σS；以及抗拉强度，记为 σb；以及断裂强度，记为 σk。
真应变 e 等于 ln(L 除以 L0)，也等于 ln(1 加 ε)；真应力 s 等于 σ 乘以(1 加 ε)，即等于 σ 乘以 eε，其中指数 e 为真应变。
c、相关理论：
真应变始终比工程应变小。当变形量增大时，二者的差距也会随之增大。同时，真应力要大于工程应力。
弹性变形阶段，真应力—真应变曲线与应力—应变曲线是基本吻合的；在塑性变形阶段低碳钢材料在拉伸试验，这两者出现了显著的差异。
关于弹性变形的问题
a、相关概念
弹性：表征材料弹性变形的能力
刚度：表征材料弹性变形的抗力
弹性模量是反映弹性变形应力和应变关系的常数，其表达式为 E = σ/ε；在工程上，它也被称作刚度，能够表征材料对弹性变形的抗力。
弹性比功，也被称作弹性比能或应变比能，它指的是材料在进行弹性变形的过程中吸收变形功的能力，可用于评价材料弹性的优劣。
金属材料预先加载会产生少量塑性变形。接着同向加载时，规定残余伸长应力会增加。而反向加载时，规定残余伸长应力会降低。这种现象就是包申格效应。
材料在快速加载或卸载之后，随着时间的不断延长，会产生附加的弹性应变，这种性能就是滞弹性，也被称为弹性后效。
在非理想弹性的情况下，因为应力和应变不同步，所以加载线与卸载线不重合，进而形成了一个封闭回线，这就是弹性滞后环。
金属材料在交变载荷的作用下，具备吸收不可逆变形功的这种能力，此能力被称作金属的循环韧性，同时它也叫做内耗。
b、相关理论：
弹性变形都是可逆的。
理想弹性变形具有单值性，并且是可逆的，同时还具有瞬时性。然而，实际的金属是多晶体，并且存在着各种缺陷。所以在进行弹性变形的时候，它并不是完整的。
弹性变形本质是一种反映。这种反映是构成材料的原子或离子或分子从其自平衡位置发生的可逆变形。
多晶体金属的弹性模量取决于金属原子本性和晶体类型。
包申格效应；滞弹性；伪弹性；粘弹性。
包申格效应的消除方法有：进行预先的大塑性变形；在回复或再结晶温度下进行退火。
循环韧性表示材料的消震能力。
关于塑形变形的问题
a、相关概念
滑移系越多的话，塑性就会越好；不过滑移系并不是唯一的因素，像晶格阻力等因素也会对其产生影响；滑移面会受到温度、成分以及变形的影响；而滑移方向则相对比较稳定。
孪生时，fcc 能以孪生产生塑性变形，bcc 能以孪生产生塑性变形，hcp 也能以孪生产生塑性变形；通常是在低温条件下以及高速条件下发生；其变形量较小，能起到调整滑移面方向的作用
退火、正火、调质后的中、低碳钢以及低合金钢比较容易出现屈服现象，这种屈服现象分为不连续屈服和连续屈服。
屈服点：材料在拉伸屈服时对应的应力值，σs；
上屈服点：试样发生屈服而力首次下降前的最大应力值，σsu；
下屈服点：试样屈服阶段中最小应力，σsl；
屈服平台（屈服齿）：屈服伸长对应的水平线段或者曲折线段；
吕德斯带意味着不均匀变形。在冲压件中，不允许出现这种情况，要防止产生褶皱。
屈服强度：表征材料对微量塑性变形的抗力
连续屈服曲线的屈服强度：材料对于微量塑性变形的抗力可以用规定微量塑性伸长应力来表征
（1）规定非比例伸长应力σp：
规定残余伸长应力σr：当试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距的一定百分比时，所对应的应力；当残余伸长的百分比为 0.2%时，就记为σr0.2
规定总伸长应力σt，即当试样标距部分的总伸长（包含弹性伸长与塑性伸长）达到规定的原始标距的某个百分比时所对应的应力。
晶格阻力（派纳力）；位错交互作用阻力
真应力用 S 表示，真应变用 e 表示；n 为硬化指数，其范围是 0.1 到 0.5，当 n 等于 1 时，为完全理想弹性体，当 n 等于 0 时，没有硬化能力；K 是硬化系数。
缩颈指的是在拉伸试验过程中，韧性金属材料的变形会集中在局部区域，这是一种特殊现象。
韧性金属试样在拉断过程中，会出现最大试验力，而抗拉强度就是该最大试验力所对应的应力。它代表着金属材料能够承受的最大拉伸应力，同时也能表征金属材料对最大均匀塑性变形的抗力。并且抗拉强度与应变硬化指数以及应变硬化系数相关。其数值等于最大拉应力除以原始横截面积。
塑性是指金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。
b、相关理论
常见的塑性变形方式：滑移，孪生，晶界的滑动，扩散性蠕变。
各晶粒的变形还具有相互协调性，因为金属是一个连续的整体，会发生多系滑移低碳钢材料在拉伸试验，根据 Von Mises 理论，至少需要 5 个独立的滑移系。
二是通过作图法得出 lgS = lgK + nlge 的关系。
硬化指数的影响因素如下：其一，它与层错能有关，当层错能下降时，硬化指数会升高；其二，它对金属材料的冷热变形十分敏感；其三，它与应变硬化速率并不相等。
缩颈的判据（失稳临界条件）拉伸失稳或缩颈的判据应为dF=0
有两个塑性指标，其中断后伸长率δ的计算公式为(L1 - L0) / L0 * 100%。
断后收缩率：ψ=(A0-A1)/A0*100%
ψ>δ，形成为缩颈
ψ=δ或ψtk ,σc >σs ,先屈服再断裂；t
金属材料有韧性指标，韧脆转变温度就是其中之一。它能够体现出温度对韧脆性所产生的影响。
影响韧脆转变温度的冶金因素：
晶体结构方面，体心立方金属及其合金存在低温脆性。普通的中、低强度钢，其基体是体心立方点阵的铁素体，所以这类钢具有明显的低温脆性。
化学成分方面，间隙溶质元素会溶入铁素体基体中，并且会偏聚在位错线附近，这样就会阻碍位错的运动，从而导致σs升高，同时也会使钢的韧脆转变温度提高。
显微组织方面，晶粒的大小很重要。细化晶粒能够使材料的韧性增加；同时，减小亚晶和胞状结构的尺寸，也可以提高材料的韧性。
晶界总面积增加，使得晶界上杂质浓度减少，从而避免产生沿晶界的脆性断裂。
