材料物理基础-第六章_2_2012.pdfVIP

6.2 孪生变形(Twinning deformation) §6.2.1 引言 •多晶体塑性变形，为保持变形的协调性需有5 个独立的滑移系同时开动； 对于独立滑移系不足的多晶体，如 HCP，孪生变形参与协调整体塑性变形 • 对于不易发生滑移变形的单晶体，位向合适时，也可发生孪生变形 • 孪生也是金属塑性变形的基本方式之一 • 孪生变形?  孪晶 ? • 孪生变形是晶体里发生均匀的形状变化，结果 是晶体结构类型与变形前一样，但位向改变 • 孪晶：孪生变形后形成镜像对称的两部分晶体 • 变形孪晶（机械孪晶）：在塑性变形过程中形成 • 退火孪晶：热处理过程中再结晶和晶粒长大过程 11 中形成的，与SFE有关，即与层错存在有关 • 孪生变形是晶体里发生均匀的形状变化，结果 是晶体结构类型与变形前一样，但位向改变 • 与孪晶面平行的每一层原子面均相对于其毗邻 晶面沿孪生方向位移了一定距离 • 每一层原子相对于孪生面的切变量跟它与 孪生面的距离成正比 2 (a) Zn 预抛光表面的滑移与孪晶，(b) 对(a) 再抛光并腐蚀仅见孪晶 (c) 黄铜预抛光表面的滑移与退火孪晶，(d) 对(c) 再抛光并腐蚀仅见退火孪晶 • 变形孪晶 （deformation twins，机械孪晶）：在塑性变形过程中形成 • 退火孪晶（annealing twins ）：热处理过程中再结晶和晶粒长大过程 中形成；与SFE有关，即与层错存在有关 3 • 在晶粒再结晶过程，新晶粒生成或生长中 有可能遇到原有的堆垛层错缺陷  从而生长成为退火孪晶 ABCAB C B A CB A • 原晶体里若无堆垛层错，则不形成退火孪晶 SFE影响退火孪晶存在的可能性 如： • 铝：SFE  , 扩展位错宽度 , 层错可能 , 退火孪晶 黄铜：SFE  , 扩展位错宽度 , 层错可能 , 退火孪晶 • BCC晶体中一般不存在退火孪晶，因为高SFE • 主要讨论机械孪生（变形孪晶） 4 §6.2.2 孪生的几何学特征 (Geometry of twinning)  Y Y  • 如图： X X Z Z Y Y  SZ S  （S : 剪应变）  Z  • 上半球体变为半椭球体： A A 缩短 A O  AO XC planes  缩短 5 B B 伸长 B O BO CY planes  伸长 • 孪生过程存在两个不变形面（无畸变面） 即孪生切变前后具有相同原子排列的平面 • 第一无畸变面是孪生结合面 K1 , 切变方向 1 • 第二无畸变面是 OC 线所处的面 K2 ,切变方向 2 (OC OC ) 6 • K , K , , 为孪生要素