金属材料专业挚爱第十章B金属与合金的塑性变形.pptVIP

主讲教师;第十章金属与合金的塑性变形; 第十章; 第十章;二.金属变性的三个阶段;E 、G为弹性模量。它表示材料抵抗应变的能力大小。 E为抵抗正应变的弹性模量，为抵抗切应变的弹性模量 ，两者的关系为G＝E／2(1+?),其中?为泊松(Poisson) 比。G、E反映材料的“刚度”大小，是一个组织不敏 感系数。 2. 弹性变形的本质-外力小于原子间作用力。 ;（三）断裂阶段 当σ＞σb时为不均匀的塑性变形， σ≥σK时为断裂阶段。;真应力、应变间存在如下关系： S = ken S-真应力；e－真应变；n-形变强化指数；K－常数 n:表征金属均匀变形阶段的强化能力，n值越大，变形时的强化效果越显著。fcc结构的金属n值较大;bcc结 构较小，hcp结构最小。;（二）滑移系;2 滑移系;表10-1 常见金属的滑移系;; 结 论 1. 滑移系的多少,一般决定金属塑性的好坏，如fcc、 bcc结构的滑移系较hcp多,所以fcc和bcc的塑性较 hcp好。 2. 在其它条件相同时，塑性的好坏还决定于滑移面 的密排程度及滑移方向的数目，bcc与fcc两种结 构，密排面fcc较bcc密排，滑移方向数较bcc多,而 且滑移时只能是一种滑移系启动，所以fcc结构的 晶体较bcc塑性好。 3. fcc、bcc结构的晶体常以滑移方式变形,hcp结构的 晶体常以孪生方式变形；但是在低温或高冲击载 荷时fcc、bcc结构的晶体是以孪生方式变形的。; 临界分切应力（τk）－单晶体单向拉伸时开始滑移 所需要的最小分切应力。为常数; ;2. 硬位向与软位向;（2）硬位向 外力F∥滑移面时，φ＝90o（λ＝0o）或外力F⊥A’时， λ＝90o（φ＝0o）取向因子cosφcosλ＝0（取得最小 值） 值。λ=90o或φ=90o时的位向为硬位向。;（3）影响临界分切应力τk的因素： ① 主要取决于材料的本性与外力无关，是一个组织 敏感参数。 ② 材料的纯度越高，τk↓。 ③ 温度越高τk↓。 ④ 变形速度越快，τk↑。;（四）.滑移时晶体的转动 晶体的转动包括两部分： 滑移面的旋转和滑移方向 的转动。 1. 滑移面的旋转;滑移时滑移方向的转动;几何软化－当φ角由90o转向45o角时，σS↓，滑移系由 硬位向转向软位向,使滑移易于进行。 几何硬化－当φ角由45o转向90o角或Oo时σS↑，滑移系 由软位向转向硬位向,使滑移难于进行。; fcc结构双滑移 示意图;2.交滑移－晶体在τ作用下两组或多组滑移系在不同 滑移面上同时或交替地沿同一滑移方向进行的滑移。 ;螺型位错交滑移示意图;螺型位错交滑移示意图;（2）扩展位错的交滑移和“束集”（只有螺型位错才 可交滑移）; 扩展位错的交滑移和“束集” （只有螺型位错才可交滑移）; [ 110] [211 ] ＋ [12 ] ＋层错 ;②扩展位错的“束集”;③ 束集后的单位位错 将在新的; 小 结 1.在τ作用下，刃型、螺型位错均可以进行双滑移， 只有螺位错才可以进行交滑移。 2.金属滑移的同时伴有晶面及晶向的转动，晶面转向 外力方向使φ↑λ↓；滑移方向转向最大切应方向 3.螺位错的交滑移可以是单位位错也可以是扩展位错 4.扩展位错的交滑移只有发生束集才能进行交，扩展 位错的束集需外力作功，因此扩展位错的交滑移较 难于进行。 5.层错能低的材料，扩展位错宽，束集难，交滑移难；层错能高的 材料，束集易,交滑移易于进行。;1.在外力作用下，fcc结构的晶体在 晶面上沿 方向滑 移，试回答下列问题： ① 若晶体的滑移是由单位位错的运动引起的，写出该单位位错 的柏氏矢量。;④ 若此单位螺位错在 晶面内可以分解为扩展位错，写出 位错分解的反应式并判断能否进行。 ; （六）滑移变形的位错机制;2. 位错运动的点阵阻力（P-N力）;派纳力 ：晶体滑移克服的点阵阻力。;3.位错的增值机制; 硅晶体的F-R位错源; 位错滑移机制