第六章 金属及合金的塑性变形和 与断裂-5 金属学和 与热处理课件.ppt

第六章 金属及合金的塑性变形与断裂;铸态组织的缺点;§6-1 金属的变形特性;§6-1 金属的变形特性;§6-1 金属的变形特性;第六章 金属及合金的塑性变形与断裂;§6-2 单晶体的塑性变形;光镜下：滑移带;⑵ 滑移常沿晶体中原子密度最大的晶面（密排面）和晶向（密排晶向）发生。;§6-2 单晶体的塑性变形;§6-2 单晶体的塑性变形;晶体中滑移系越多，滑移越容易进行，塑性越好 金属塑性的好坏，与滑移面上原子的密排程度、滑移方向的数目有关，密排程度愈高、滑移方向愈多，塑性愈好。;（三）滑移的临界分切应力;临界分切应力取决于金属本性 在一定条件下，为一个定值。;§6-2 单晶体的塑性变形;拉伸时 滑移面和滑移方向逐渐趋于平行于拉伸轴方向。 压缩时 滑移面逐渐趋于与压力轴线方向垂直 ;（六）滑移的位错机制 ;多 脚 虫 的 爬 行;滑移线的实质：;2.位错的增值;弗兰克位错源产???的大量位错沿滑移面运动，遇到障碍物（固定位错、杂质、晶界等）的阻碍，领先的位错在障碍物前被阻止，后续位错被塞积，形成平面塞积群，并在障碍物的前端形成高度的应力集中。;二、孪生 孪生是冷塑性变形的另一种重要形式，常作为滑移不易进行时的补充。 一些密排六方的金属如Zn，Mg等常发生孪生变形。 体心立方及面心立方结构的金属在形变温度很低．形变速率极快时，也会通过孪生方式进行塑变。;孪生：在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对于另一部分所发生的均匀切变。 一定晶面：孪生面 一定方向：孪生方向 不改变晶体结构，改变变形部分的位向;§6-2 单晶体的塑性变形;锌中的变形孪晶;孪生的变形特点 只有在滑移很难进行，晶体才发生孪生变形 切变时原子移动的距离是孪生方向原子间距的分数倍；滑移是整数倍 孪生后晶体的变形部分的位向发生了改变，滑移后晶体各部分位向均未改变。 孪生是均匀的切变，变形速度极大；滑移只集中在一些滑移面进行，不均匀 孪生对塑变的直接贡献比滑移小很多;第六章 金属及合金的塑性变形与断裂;受到晶界的阻碍和位向不同的晶粒的影响 保持晶粒之间的结合和整个物体的连续性;§6-2 单晶体的塑性变形;晶粒变形的不同时性 即各晶粒的变形有前有后，不是同时进行;晶界的存在使变形的晶粒中的位错在晶界处受阻，每一晶粒中的滑移带都终止在晶界附近，晶界越多，阻力越大； 各晶粒存在位相差，为了协调变形，每个晶粒都进行多滑移，必然产生位错的交割，晶粒越多，割阶越多，阻力越大;§6-3多晶体的塑性变形;§6-3多晶体的塑性变形;§6-3多晶体的塑性变形;第六章 金属及合金的塑性变形与断裂;§6-4合金的塑性变形;固溶强化 固溶体中存在溶质原子，使其塑性变形抗力增加，强度、硬度提高，而塑性、韧性有所下降的现象。 固溶强化的主要原因： 晶格发生畸变（弹性应力场），对运动的位错起阻碍作用； 位错线上偏聚的溶质原子对位错的钉扎作用（柯氏气团的钉扎）;柯氏气团：偏聚于位错周围的溶质原子形成的“气团”;§6-4合金的塑性变形;§6-4合金的塑性变形;合金的塑性变形除与各相的相对含量有关外还与脆性相的分布有关： 硬脆的第二相呈连续网状分布在塑性相的晶界上 如：二次渗碳体在晶界网状分布；增加脆性 硬脆的第二相呈片状或层状分布塑性相的基体上 如：珠光体组织；片间距越小，强度好，塑性高;3. 脆性相在塑性相中呈颗粒状分布：存在两种强化机制 （1）位错绕过第二相粒子（弥散强化） ;3. 脆性相在塑性相中呈颗粒状分布 （2）位错切过第二相粒子（沉淀强化）;第六章 金属及合金的塑性变形与断裂;§6-5塑性变形对金属组织和性能的影响;（二）亚结构的细化;§6-5塑性变形对金属组织和性能的影响;加工硬化（形变强化、冷作强化）：;§6-5塑性变形对金属组织和性能的影响; 分类： 第一类内应力：宏观内应力（物体各部分变形不均匀引起）0.1% 第二类内应力：微观内应力（晶粒或亚晶变形不均匀引起）0.9% 第三类内应力：点阵畸变（由位错、空位等引起）9% 残留应力的存在是有害的，容易引起变形、开裂等 消除:退火;§6-6金属的断裂;一、塑性断裂（延性断裂）;断口特征