金属塑性变形理论_第2讲_塑性变形物理本质课件.pptVIP

* * 课后作业Homework 何谓滑移面、滑移方向、滑移系？体心立方晶格、面心立方晶格以及密排六方晶格金属的滑移系各为多少？画图说明。 何谓临界切应力？ 哪些因素对其产生何影响？ 阐述滑移与孪生的区别 画图说明什么叫屈服效应？ 试解释低碳钢存在的屈服效应现象的主要原因。 * * 2.3 单晶体塑性变形机制Mono-crystal plastic deformation 2.3.1 滑移 滑移:晶体一部分沿一定晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）相对另一部分发生相对移动和切变。产生宏观的塑性变形。 滑移面：原子排列密度最大的晶面。 滑移方向：原子排列密度最大的方向。 滑移系:一种滑移面及其上的一个滑移方向构成 * * 3.25% Si-Fe单晶体中的平直滑移带。[取自Hull,proc. Roy, Soc. A274, 5(1963).] (b) 垂直于(a) 中所示表面，且通过滑移带的截面示意图。每条滑移带是由平行于滑移面，且紧密排列的大量滑移台阶所构成。 滑移带 a b * * 滑移面的表示：，Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ分别为滑移面与晶轴的截距，ａ，ｂ，ｃ为晶格常数。对于体心立方、面心立方，ａ＝ｂ＝ｃ * * Gold (Au) - fcc * * Iron (Fe), Vanadium (V), Chromium (Cr) - bcc * * * * 滑移时的位错运动 一个位错移到晶体表面时，便形成一个原子间距的滑移量。同一滑移面上，有大量的位错移到晶体表面时，则形成一条滑移线。 剪切力 v：波松比 a：滑移平面间的距离 b：沿滑移方向原子间的距离 * * 临界剪切应力 晶体进入塑性时，在滑移面上，沿滑移方向的剪应力称为临界剪应力 [uvw] is perpendicular to (uvw) * * 取向因子 滑移面和滑移方向与外力成45°角，为软取向 否则为硬取向 * * 晶面转动 单晶体拉伸 单晶体压缩 * * 平移滑移和复杂滑移 单滑移（平移滑移） 是沿着一定的结晶面和结晶方间进行。它仅可能在最初始的塑性变形阶段发生。 铜的单滑移 * * 双滑移 所谓双滑移就是指从某一变形程度开始，同时有两个滑移系统进行工作。但这并不意味着它们的作用是同步的。 * * 多滑移 与双滑移相似，晶体在滑移过程中，如果滑移同时在各个滑移系统上进行时，则称此滑移为多滑移。 发生多系滑移时，在抛光的金属表面就不是平行的滑移线，而是两组或多组交叉的滑移线 * * 交滑移 若滑移是沿两个不同的滑移面和共有的滑移方向上进行时，则称为交滑移。 滑移后在晶体表面上所看到的滑移线不再是直线而呈折线或波纹状 * * 2.3.2 孪生 面心立方晶体孪生变形示意 a) 孪生面和孪生方向 b) 孪生变形时原子的移动 孪生面 孪生面 孪生方向 孪生方向 孪生区域 * * 孪生：晶体在切应力的作用下，其一部分沿某一定晶面和晶向，按一定的关系发生相对的位向移动，其结果使晶体的一部分与原晶体的位向处于相互对称的位置。 * * 在孪生变形时，所有平行于孪生面的原子平面都朝着一个方向移动。每一晶面移动距离的大小与它距孪生面的距离成正比。每一晶面与相邻晶面的相对移动恒等于点阵常数的若干分之一。 * * 发生孪生的条件 晶体的对称性 变形速度的增加可促使晶体的孪生化 温度越低，孪生产生的可能性越大 * * 镁中的变形孪晶和滑移带 * * 孪生与滑移的区别 由孪生的变形过程可知，孪生所发生的切变均匀地波及整个孪生变形区，而滑移变形只集中在滑移面上，切变是不均匀的； 孪生切变时原子移动的距离不是孪生方向原子间距的整数倍（而是几分之一原子间距），而滑移时原子移动的距离是滑移方向原子间距的整数倍； 孪生变形后，孪晶面两边晶体位向不同，成镜像对称；而滑移时，滑移面两边晶体位向不变； 由于孪生改变了晶体的取向，因此孪晶经抛光浸蚀后仍可观察到，而滑移所造成的台阶经抛光浸蚀后不会重现。 * * 2.3.3 不对称变向 孪生变形点阵的再取向是有规律的，变形后晶体与未变形部分晶体以孪晶面为对称面。当变形条件既不利于滑移又不利于孪生时，晶体点阵则以非对称的方式变向，称为不对称变向。变形部分相对未变形部分取向的是无规律的，并不成对称关系。这种变形方式在金属中常见到的有扭折带和形变带。 * * 扭折带的形成对塑性变形有两种作用，一种是协调变形；二是进一步促进变形。 * * 在变形晶体的某些微区中，其点阵相对原来点阵发生转动而形成形变带。经x射线的研究可知，带中的取向转动不同于扭折带，取向不是突变而是渐变的，其转动程度取决于变形量。 * * 2.3.4 其它变形机制 非