【摘要】 塑性是指材料在应力超过屈服极限后，可以发生显著的不可逆变形而不会立即失效的形式。

在常温或温度不高的情况下的变形失效主要有弹性变形失效和塑性变形失效。

 

2 塑性变形失效

塑性是指材料在应力超过屈服极限后，可以发生显著的不可逆变形而不会立即失效的形式。这种显著且不可逆的变形称为塑性变形。塑性是指材料在应力超过屈服极限后，可以发生显著的不可逆变形而不会立即失效的形式。这种显著且不可逆的变形称为塑性变形。

通常反映材料塑性性能优劣的指标是伸长率δ和断面收缩率φ。伸长率和断而收缩率越高，则塑性越好。金属的塑性变形一般可看作是晶体的缺陷运动。

 

金属塑性变形的特点：

（1） 不可逆性：金属材料的塑性变形无法恢复。当材料应力等于或高于屈服极限时发生变形，在卸载后，其变形仍然保留在材料内。塑性变形的微观机制表明，位错运动及增殖，使晶体实现一个晶面在另一个晶面上的逐步滑移，宏观表面是卸载后塑性变形保留至可观察及测量；

（2） 变形量不是恒定的，并且金属是多晶的，具有不同的晶粒取向和不同的晶面滑移顺序，每个晶粒的变形具有不同的同时性和不均匀性。构件在不同部位的塑性变形量不同，因此塑性变形量大的个别部位会出现材料不连续性（断裂失效的裂纹源）；

（3）慢速变形，金属的弹性变形以声速传播，但塑性变形的传播很慢；

（4）伴随材料性能的变化，这主要因为塑性变形时金属内部组织结构发生变化，由位错运动及增殖实现了晶面的滑移，亚晶结构形成；晶粒歪扭，微裂纹等缺陷产生；如在材料加工中，随塑性交形量增加，即产生了加工硬化，原因是位错密度增加、位错缠结、位错运动相互作用及运动阻力增加，其宏观表现就是应变硬化。   



由超过允许值的金属部件引起的塑性变形量被称为塑性变形失效，变形失效判断是基于对构件正常功能的影响。



材料塑性变形失效的主要原因是过载，过载会对构件造成过大的应力，导致塑性变形过大，影响构件的使用功能。过载不仅是对构件承受的外载荷估计不足，还应该包括偏载引起局部应力、复杂结构应力计算误差及应力集中、加工及热处理产生残余应力、材料中的微观不均匀附加应力等因素会导致构件上的应力不均匀，局部区域的总应力超过该值。

 

塑性变形失效预防措施：

（1）合理选材，提高金属材料抵抗塑性变形的能力，除了选择具有适当屈服强度的材料外，还需要确保金属材料的质量，控制微观结构和冶金缺陷；

（2） 准确确定构件的工作载荷，正确计算应力，合理选择安全系数，进行结构设计，以减少应力集中，降低应力集中水平；

（3） 严格按照加工程序成型部件，以减少残余应力；

（4） 严禁在运行过程中部件过载；

（5） 监测腐蚀性环境中部件强度尺寸的降低情况。