第七章-塑性-变形.pptVIP

;第七章 ;引言 金属受力 → 变形 = 弹性形变 ＋ 塑性形变 外力撤除 → 弹性形变自动消除＋塑性形变永久残留 研究塑性变形的重要性： ★ 塑性变形是使金属成形的主要技术，如锻、轧、挤压、拉拔等。 ★ 机械加工中也伴随有塑性变形。 ★ 部件成型后不允许再产生塑性变形，如热处理变形易使部件报废。 ★ 部件服役时，不允许发生塑性变形，避免事故或部件断裂。 研究塑性变形的意义： ☆ 认识金属的塑性变形和强度之间的本质，建立微观组织与宏观力学性能的联系。 ☆ 探索强化金属材料的机理，并由此探索强化金属材料的方法及途径。 ☆ 提供有关变形问题的理论依据，以改进实际生产工艺和质量。 塑性变形的分类： ? 冷塑变：变形温度低于再结晶温度的塑性变形，也称冷加工。 ? 热塑变：变形温度高于再结晶温度的塑性变形，也称热加工。;工程应力－应变曲线（以退火低碳钢为例） ★ oe段： ? ＜?e 弹性变形阶段，符合Hook定律 ? ＝Ee 或 t ＝Gg ?e为弹性极限，表示金属抵抗弹性变形的能力。 ★ es段： ?e ≤? ＜?s 屈服阶段，由弹变向塑变过渡，出现微量塑变。 ?s为屈服极限（工业中常用?0.2），表示金属抵抗微量塑性变形的能力。 ★ sb段： ?s≤? ＜?b 均匀塑变阶段，试样整体发生均匀塑变。 ?b为抗拉强度，表示金属抵抗均匀塑性变形的能力。 ;★ ?，?均表示金属发生塑性变形的能力。 ★ 前者表示均匀变形能力，后者表示局部变形的能力。 ★ 无论强度或塑性指标，均与微观组织特征及状态有关。 ;§ 7-1 单晶体的塑性变形;二、塑性变形 ;三、滑移 ;2．滑移晶体学 滑移面： 晶体中能够发生滑移的特定晶面。 滑移方向：晶体发生滑移的特定晶向。 滑移系： 滑移面和滑移面上的一个滑移方向组成的滑移系统。;说明： （1）滑移总是优先沿原子最密排面和最密排方向进行。 （2）引起滑移的总是作用在滑移面的切应力。 （3）滑移后，原子处于新的平衡位置。; ? ＝ ?oT＝ ?oscos?＝?cosfsinfcos? 上式也可写成： ? ＝ ?cosfcos? 设m＝cosfsinfcosq＝cosfcosl，称m为取向因子（Schmid因子） 则： ? ＝ ?m 当晶体开始塑性变形时，即应力应达到屈服极限，有 ? ＝ ?s 则滑移方向上的分切应力即为滑移启动的临界分切应力?k： ?k＝ ?sm 即滑移面启动滑移的临界条件必定是： ? ≥?k;讨论： ? 当q 一定且q ≠90o，根据?＝?cosfsinfcos?＝?m 按求极值方法可得： ? 当f＝45o时，m达到最大，使t 最大，即滑移面上有最大分切应力，易引起滑移； ? 当f＝0或90o时，m＝0，使t ＝0，滑移面上无分切应力，不能滑移。;4．滑移时晶体的转动;几何软化： 晶体起始f＜45o时，滑移的晶面转动使m逐渐增大，使得t 上升，有利于滑移。 几何硬化： 晶体起始f＞45o时，滑移的晶面转动使m逐渐减小，使得t 下降，不利于滑移。 5. 多滑移 多滑移（多系滑移、复滑移）： 两个或多个滑移面同时或交替启动，沿不同滑移方向进行的滑移。 原因：晶体受力时，处于最软取向的一组滑移系首先启动并转动，晶体取向变化可使另一组原处于硬取向的滑移系转动到软取向后启动，导致滑移可在两组或多组滑移系中同时或交替进行。 形态特征： 发生多滑移的晶体表面会出现交叉状滑移线。;形态特征： 发生交滑移的晶体表面会出现曲折或波纹状滑移线。 与多滑移的区别： ? 滑移沿同一滑移方向； ? 晶体表面滑移线为曲折状； ? 只能由螺型位错产生。 ;四、滑移的位错机制 ;2．滑移的位错模型 ;位错的来源;滑移的位错机制;位错的滑移示意图;位错滑移规律概括： ? 仅牵涉一列原子键的破坏，所需切应力小。 ? 刃型位错线运动方向与b平行，螺型位错线运动方向与b垂直。 ? 异号位错线运动方向相反；晶体运动方向均与b平行。 ? 位错线移出晶体表面形成一个b的变形台阶；n个位错形成n个b的变形台阶。 ? 位错较多的晶面才有可能发生较高程度的滑移，因此滑移线分布是不均匀的。 ? 螺型位错b的可动性大于刃型位错，可发生交滑移（如fcc晶体的双交滑移）。 ;3．位错运动的点阵阻力;讨论： ● 若?≥?p，位错滑移。若取 ?＝0.3（低碳钢），则?p ≈10-3~10-4G，与实测?k同数量