屈服点还是弹性极限的概念?

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同样地，我想谈谈这个十年前的基本问题:我们如何定义材料的屈服点?

室温变形的粗晶合金塑性受位错控制主要由粒内源的激活和随后的增殖过程引起的运动[1]。同时，屈服应力的概念有时很难定义，因为位错产生和运动引起的塑性变形通常是一个弥散过程，而不是一个单一事件[2-4]。因此，在流动曲线中获得从弹性应变到塑性应变的清晰可辨的转变，定义“屈服点”的概念，已被证明是难以实现的。在应力-应变响应中，可逆应变逐渐转变为不可逆应变，伴随永久位错运动，这就要求普遍使用0.2%偏移应变定义屈服应力[4]。0.2%偏移定义适用于大多数工程设计应用[5-7]，特别是那些对应力低于0.2%偏移定义时发生的小塑料应变不敏感的应用。在经典和高级塑性理论中，一般应力状态下材料的塑性行为由初始屈服准则(即指定塑性流动开始时的应力状态)、流动动力学规则和硬化定律定义。塑性的开始通常用弹性极限或屈服点的定义来描述。这些定义分为小尺度(偏离线性、小偏置等)和比较常用的大尺度产量定义(0.2%偏置、外推等)[8]

最近使用微尺度试样的研究采用了屈服应力的交替定义，当出现大的初始应变突发时，这种定义是必要的[18- 22]。这些报告引用的屈服点值范围从明显的0.2%偏移应变值(从显示大应变爆发的数据中得出)到大于1%的偏移应变值(在初始爆发后塑性变形已被阻止)。然而，这些定义主要用于材料表征或粗略的工程目的，可能不涉及真正的弹性极限或塑性流动和不可逆变形的真正开始。在常规的机械测试中，力是用某种形式的负载传感器测量的，这种测试的大多数最新进展都是在应变测量方面。这一进展受到时间和/或长度尺度上更好的应变分辨率、测试条件和材料几何形状的推动[23- 24]。同时，弹性极限/屈服起始点的现有定义本质上仍然是主观的，需要确定杨氏模量和/或应变水平，或者假设与线性响应的一些可量化偏差意味着屈服。这些现有的定义使得屈服的定义是主观的，特别是对于高的材料加工硬化反应从早期开始就表现出非线性的应力应变响应阶段[14]。与这种主观的产量定义相关的不准确性可能会模糊相对产量弹性变形和塑性变形对整体响应的贡献。许多的压力测量技术，如电子背散射衍射，中子衍射或x射线可用于提高试样的测量截面[12]内的局部应变分辨率。然而，这些技术要么对最小的菌株缺乏敏感性，要么成本过高和/或实施具有挑战性，特别是在高温下进行测试以及复杂的测试条件。作为这些基于应变的测量的替代方法，基于应力的测量塑性探针为位错活动的存在提供了一个高度敏感的窗口。

http://link.springer.com/article/10.1007/s11340-016-0152-3

引用- - - - - -

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