拉伸应变和压缩应变（真实应力-应变及形变强化）

拉伸应变和压缩应变（真实应力-应变及形变强化）可见在S/ε相同的条件下，n值大时ds/dε也大，应力-应变曲线越陡。但对于n值较小的材料，当S/ε较大时，也可以有较高的形变强化速率ds/dε。应变强化指数的大n小，表示材料的应变强化能力或对进一步塑性变形的抗力，是一个很有意义的性能指标。n与应变硬化速率ds/dε并不完全等同。按定义一、冷变形金属的真应力-应变关系从屈服点到颈缩之间的形变强化规律，可以用Hollomon公式描述式中，ε为真实塑性应变，K为强度系数，n为应变强化指数。可见材料的形变强化特征主要反映在n值的大小上。当n=0时，为理想塑性材料的典型情况。当n=1时，应力与应变成线性关系，为理想弹性材料的典型情况。大多数工业金属材料的n值在0.1~0.5之间，见表3-2-1

真实应力-应变曲线及形变强化规律

拉伸试验中，试样完成屈服应变后，便进入形变强化阶段。材料在形变强化阶段的变形规律用真应力-应变曲线描述。拉伸过程中的真实应力S按每一瞬时试样的真实截面积A计算

S=P/A （2-4）

式中，P为截面积为A时的载荷。真实应力-应变（S-ε）曲线与条件应力-应变曲线的比较，如图3-2-3所示，可以看出：载荷相同时真应变小于条件应变，而真应力大于条件应力；在真应力-应变曲线上，弹性变形部分几乎与纵坐标重合，表示颈缩开始的点位于条件应力-应变曲线相应点的左上方；随塑性变形的发展，材料一直在形变强化，条件应力 ! 应变曲线上颈缩后的应力降低是一种假象；颈缩后的集中应变并不比均匀变阶段的应变量小。可以说，真应力-应变曲线避免了条件应力-应变曲线造成的假象，真实地反映了拉伸过程中材料的应力与应变之间的关系。

一、冷变形金属的真应力-应变关系

从屈服点到颈缩之间的形变强化规律，可以用Hollomon公式描述

式中，ε为真实塑性应变，K为强度系数，n为应变强化指数。可见材料的形变强化特征主要反映在n值的大小上。当n=0时，为理想塑性材料的典型情况。当n=1时，应力与应变成线性关系，为理想弹性材料的典型情况。大多数工业金属材料的n值在0.1~0.5之间，见表3-2-1

应变强化指数的大n小，表示材料的应变强化能力或对进一步塑性变形的抗力，是一个很有意义的性能指标。n与应变硬化速率ds/dε并不完全等同。按定义

可见在S/ε相同的条件下，n值大时ds/dε也大，应力-应变曲线越陡。但对于n值较小的材料，当S/ε较大时，也可以有较高的形变强化速率ds/dε。

二、形变强化的实际意义

形变强化是金属材料最重要的性质之一，在工程实际中已获得了广泛应用。首先，形变强化可使金属零件具有抵抗偶然超载的能力，保证安全。机件工作过程中，难免遇到偶然过载或局部应力超过材料屈服强度的情况，此时，如果材料不具备形变强化能力，超载将引起塑性变形并因变形继续发展而断裂。但由于材料本身具有的形变强化性能，可以阻止塑性变形的继续发展。因此，认为形变强化是材料具有的一种安全因素，而形变强化指数是衡量这种安全性的定量指标。其次，形变强化是工程上强化材料的重要手段，尤其对于不能进行热处理强化的材料，如变形铝合金和奥氏体不锈钢等，形变强化成为提高其强度的非常重要的手段。如18-08型不锈钢，变形前σ0.2=196MPa经40%冷轧后，σ0.2=780-980MPa屈服强度提高3-4倍。喷丸和表面滚压也属于表面形变强化工艺，可以有效地提高零件表面强度和疲劳抗力。形变强化性能可以保证某些冷成形工艺，如冷拔线材和深冲成形等顺利进行。