汽车的车身金属构件包括结构件和板件。结构件是车身的骨架，在汽车的内部焊接形成。板件是车身的外蒙皮，一般通过螺栓、螺母固定在结构件上。在汽车事故中，车身受到撞击，金属构件将会发生变形。金属构件变形的状态有弹性变形、塑性变形及断裂。在大多数事故造成的金属构件变形中，塑性变形几乎占了70%。认识金属材料塑性变形的机理，能让我们对金属材料有微观的了解，并更加科学有效地进行车身修复。

    一、金属变形的特征
    图1为车身碰撞造成的严重变形，一个杰出的车身修复技师不仅能把车恢复到达到要求的技术参数，也要能明白其变形的原理及特征，以下将讲述在外力作用下金属材料变形的表现及其特征。

    金属材料在外力的作用下，首先出现的变形是弹性变形。载荷增加到一定值后，除了发生弹性变形外，同时将产生塑性变形。持续增加载荷，塑性变形也将逐渐增大，直到金属材料发生断裂，图2为通过对低碳钢的拉伸得到的应力—应变曲线图。

    1．弹性变形阶段
    在低碳钢应力—应变图中，σe值为材料的屈服极限，它表示材料保持弹性变形时的最大应力。当应力低于σe值时，试样属于弹性变形阶段。什么是弹性变形？物质在一定的外力作用下发生形变，而当施加的外力消失时，该物质能自动恢复到原状的物理现象称之为弹性变形。
    在上图中可以看出弹性变形阶段的变形量随着应力的增加而增加，应力与应变成正比。
    只要施加的应力低于σe值，材料不会产生塑性变形，而当施加的应力消失时，材料又自动恢复回原来的尺寸。σe值也被称为弹性极限。

    2．弹塑性变形阶段
    当应力在σe值与σs值之间时，试样属于弹塑性变形阶段。什么是弹塑性变形？物质在外力施加的同时立即产生全部变形，而在外力解除的同时，只有一部分变形立即消失，其余部分变形在外力解除后却永远不会自行消失的物理现象称之为弹塑性变形。
    在上图中可以看出对应σe值与σs值的线条是不呈直线关系的。在这阶段试样开始产生塑性变形，但这时产生的塑性变形是微量的，如果此时对试样卸载，试样还会有部分的恢复，而内部也将保留一部分的残余变形。在弹塑性变形阶段的试样表现中，还是以弹性变形为主。
    3．塑性变形阶段
    当应力在σs值与σb值之间时，试样发生明显而均匀的塑性变形，什么是塑性变形？物质在一定的外力作用下发生形变，而当施加的外力消失时，该物质不能恢复到原状的物理现象称之为塑性变形。

    在图2中可以看出σs和σb值对应的线条是呈平滑曲线的，应力的增加则变形量也随之增加。当应力到达σb值时，试样的均匀变形阶段也就停止二我们把σb值称之为材料的强度极限或抗拉强度，它表示材料对均匀塑性变形的最大抗力（应力）。在塑性变形阶段中也存在着弹性变形，只不这这阶段产生的弹性变形是微量的，试样的主体表现还是塑性变形。

    4．断裂阶段
    当应力超过σb值，试样开始发生不均匀的塑性变形并有缩颈的现象，所需的应力也随之下降。当应力达到σk值时，试样发生断裂表示材料变形的告终。
    断裂是金属材料在外力作用下丧失连续性工作的物理现象。我们把σk值称之为材料的断裂强度，它表示材料对塑性变形的极限抗力。
    金属材料的弹性变形、塑性变形和断裂阶段的变化，与材料的性质相关，不同材料的三大变形阶段都有所不同。如灰铸铁在拉伸试验时，几乎没有明显的塑性变形就发生断裂。

    二、塑性变形机理
    在我们平常的饭金修复工作，最常见的车身变形是塑性变形，车身修复技师有时也会利用塑性变形的表现来进行修复工作，如门蒙皮、叶子板有线条的部位的修复都是利用制造时存在的加工硬化（图3）。为了更好地进行修复工作，我们需要通过了解内部原子变化及运动，来掌握塑性变形的机理。

    塑性变形的内部表现主要方式是滑移和孪生，而滑移与孪生的产生则是因为位错的存在。在外力的作用下，金属内部原子离开其平衡位置，慢慢地就会形成位错，位错持续增加会发生滑移，在滑移的过程中会有孪生的发生，这就塑性变形的内部过程。
    1．位错
    位错的运动是造成金属塑形变形的主要原因。位错是金属中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象，是长度达几百至几万个原子间距、宽约几个原子间距范围内的原子离开其平衡位置，发生了有规律的错动。
    我们知道，要想一个原子离开其平衡为，那就要对其做功。那么，位错就相当于我们同时对一排或若干排的原子做功，使其离开其平衡位置（图4）。位错对金属的强度、断裂及塑性变形等起着决定性的作用。由于它的存在，晶体在受力后原子容易沿位错线运动，降低金属的变形抗力。通过位错运动的传递，原子的排列发生滑移和孪生。

    2.滑移
    滑移是塑性变形的主要方式。在力的作用下，金属内的一部分原子沿着一定的滑移方向相对于另一部分发生相对的移动，这个方向由材料的原子结构及状态决定。我们可以把滑移看着是大量的位错运动的结果（图5、6）。



    从图5中，我们可以看出滑移的结果是使大量的原子逐步地从一个稳定的位置移到另一个稳定的位置，金属材料被拉伸成形，在电子显微镜的观察下，我们会发现有许多相互平行的滑移线，而很多原子平面的滑移线会组成滑移带，很多滑移带集合起来就成为可见的塑性变形。
    图7为在电子显微镜观察到的滑移带。滑移线的间距与大小跟材料的结构性质有关。金属材料的滑移过程不是沿着滑移面上的所有原子同时产生刚性的相对滑动，而是在其局部区域首先产生滑移，并逐步扩大，直至最后整个滑移面上都完成滑移。

    3．孪生
    孪生是塑性变形的另一种重要方式。当金属的一部分沿一定的孪生面和孪生方向相对于另一部分金属作均匀地切变就是孪生。孪生的移动不会改变金属原子的排列位置，但是却可以改变原子的排列方向（图8）。

    一般来说，产生孪生的作用力要比产生滑移的作用力大得多，只有在滑移很难进行的条件下，金属才进行孪生变形。孪生变形产生的塑性变形量一般不超过10%，由于孪生后变形部分的孪生位向发生改变，所以孪生与滑移往往交替发生，这样就可以获得较大的塑性变形量。可使原来处于不利取向的滑移带转变为新的有利取向，这样就可以激发起金属的进一步滑移，提高金属的塑性变形能力。
    位错、滑移和孪生初步地解释了塑性变形的机理，有助于我们进一步了解到其内部微观的变化与运动。

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