2.2.5 黏弹性变形
金属晶体通过位错运动发生永久性塑性变形。在塑性变形过程中，晶体结构未发生变化，但点缺陷（空位）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界和亚晶界）数量增加，所以，随着这些晶体缺陷的增加，变形抗力提高，产生加工硬化现象（应力随应变增大而增大）。
气体和液体容易流动。“水往低处流”，流动也是在切应力作用下发生的，流动速度与切应力大小和流体的黏度有关。固体不易流动，是因为其黏度很大，随温度升高，黏度降低，在外力作用下表现为弹性变形和流动变形即黏弹行为。把和好的面团放一段时间，其形状会发生变化，是因为在重力作用下发生了黏性流动。材料在室温附近，随着应力增大，变形也增大，如果应力大小不变，随着时间延长也不发生或基本不发生进一步的变形。但是，随着温度升高，可能继续发生变形，即表现为黏弹行为，主要包括蠕变和应力松弛。
2.2.5.1 蠕变
蠕变是在恒温、恒应力作用下，应变随时间延长不断增加的变形行为，如图2-30所示。
图2-30 蠕变曲线
发生蠕变需要三个条件：构件工作温度、应力、时间。蠕变过程分三个阶段：Ⅰ减速蠕变阶段；Ⅱ恒速蠕变阶段；Ⅲ加速蠕变阶段。蠕变速率随温度或应力的增大而增大。在第一阶段，刚加上载荷发生弹性变形，瞬间产生应变ε0，应力越大则瞬间产生的应变越大。随时间的延长（图2-30所示的时间为数百小时至数千小时），继续非常缓慢的变形，蠕变速率dε/dt减小。进入第二阶段，蠕变速率为常数，又称恒速蠕变阶段。在拉应力保持不变的情况下，蠕变引起构件长度不断增加，横截面积减小，真实应力增大，蠕变速率增大（进入第三阶段），当真实应力达到材料的断裂强度时，构件便发生断裂。材料发生蠕变的衡量指标是临界蠕变温度，而临界蠕变温度随材料而异。软金属（如铅）和多数高分子材料在常温下即可发生蠕变；耐热合金、陶瓷材料则在很高的温度下才会发生蠕变；非晶体比晶体容易蠕变；细晶粒比粗晶粒容易蠕变；橡胶比塑料容易蠕变。
2.2.5.2 应力松弛
当构件的工作温度超过蠕变温度时，若应变保持不变，则应力随时间增加不断减小，这种现象称为应力松弛。应力松弛可以看成是变应力下的蠕变。由此可知，应力减小的速率是逐渐减小的。
金属材料通过铸造、锻压、焊接成形后或热处理后往往具有比较大的残余应力，在储存、运输和使用过程中应力释放（应力松弛）会造成变形，因此，要进行去应力退火，降低残余应力。高分子材料通过注塑成型也往往存在残余应力，容易出现变形问题。
知识巩固2-6
1._________是在恒应力作用下，应变随时间延长不断增加的变形行为。
（a）弹性变形 （b）塑性变形 （c）蠕变 （d）应力松弛
2.当构件的工作温度超过蠕变温度时，若应变保持不变，则应力随时间增加不断减小，这种现象称为_________。
（a）弹性变形 （b）塑性变形 （c）蠕变 （d）应力松弛
3.在永久变形中，通过增大应力才能变形的行为属于_________。
（a）弹性变形 （b）塑性变形 （c）蠕变 （d）应力松弛
4.随温度升高，蠕变速率_________。
（a）减小 （b）增大 （c）不变
5.随应力升高，蠕变速率_________。
（a）减小 （b）增大 （c）不变
6.随时间延长，应力松弛的速度增大。（ ）
7.随温度升高，应力松弛的速度增大。（ ）
8.在一定温度下残余应力随时间延长而减小，温度越高减小得越快。（ ）
9.残余应力随时间延长而减小可以造成零构件变形。（ ）
10.晶体比非晶体更容易发生蠕变。（ ）