材料的形变和再结晶.pptVIP

多晶体塑性形变的微观特点和单晶体的塑性形变相比，多晶体的塑性形变有三个突出的微观特点，即：多方式、多滑移和不均匀。多滑移和单晶体不同，多晶体变形时开动的滑移系统不仅仅取决于外加应力，而且取决于协调变形的要求。理论分析表明，为了维持多晶体的完整性．即在晶界处既不出现裂纹．也不发生原子的堆积．每个晶粒至少要有五个滑移系统同时开动，虽然这些系统的分切应力并非都最大。实验观察也证明，多滑移是多晶体塑性形变时的一个普遍现象。第29页，共78页，星期日，2025年，2月5日多方式多晶体的塑性形变方式除了滑移和孪生外，还有晶界滑动和迁移，以及点缺陷的定向扩散。滑移和孪生是室温和低温下塑性形变的重要方式，此时外加应力超过晶体的屈服极限。晶界滑动和迁移是高温下的塑性形变方式之一，此时外加应力往往低于该温度下的屈服极限。试样会发生随时间不断增加的缓慢的塑性变形(蠕变)，其微观变形方式主要就是晶界滑动和迁移。如果试验温度非常高，而外加应力非常低，还可能出现由于点缺陷的定向扩散而引起的塑性变形(亦称扩散蠕变)。在这种情况下，由于温度极高，间隙原子和空位等点缺陷的迁移率很大，在外加应力作用下它们将发生定向扩散：间隙原子运动到和拉应力垂直的晶面之间，使晶体沿拉应力方向膨胀，或者空位运动到和压应力垂直的晶面上，使晶体沿压应力方向收缩。第30页，共78页，星期日，2025年，2月5日不均匀和单晶体相比，多晶体的范性形变更加不均匀。除了更多系统的多滑移外．由于晶界的约束作用，晶粒中心区的滑移量也大于边缘区(即晶界附近的区域)。在晶体发生转动时中心区的转角也大于边缘区，因此多晶体变形后的组织中会出现更多、更明显的滑移带、形变带和晶面弯曲，也会形成更多的晶体缺陷。以上讨论了多晶体塑性形变的三个基本特点。由于这些特点，特别是多滑移和变形的不均匀性，又派生出其它特点。包括：①产生内应力；②出现加工硬化；③形成纤维组织(即杂质和第二相择优分布)和择优取向(织构)。第31页，共78页，星期日，2025年，2月5日5.1.3合金的塑性变形按合金组成相不同，主要可分为单相固溶体合金和多相合金，它们的塑性变形又各具有不同特点。1．单相固溶体合金的塑性变形和纯金属相比最大的区别在于单相固溶体合金中存在溶质原子。溶质原子对合金塑性变形的影响主要表现在固溶强化，提高塑性变形阻力，此外，部分固溶体会出现明显的屈服点和应变时效现象。第32页，共78页，星期日，2025年，2月5日团溶强化溶质原子的存在及其固溶度的增加，使基体金属的变形抗力随之提高。第33页，共78页，星期日，2025年，2月5日不同溶质原子所引起的固溶强化效果存在很大差别。溶质原子的原子数分数越高，强化作用也越大，特别是当原子数分数很低时的强化效应更为显著。溶质原子与基体金属的原子尺寸相差越大，强化作用也越大。间隙型溶质原子比置换原子具有较大的固溶强化效果。溶质原子与基体金属的价电子数相差越大，固溶强化作用越显著。第34页，共78页，星期日，2025年，2月5日屈服现象图为低碳钢典型的应力一应变曲线，与一般拉伸曲线不同，出现了明显的屈服点。当应力达到上屈服点时，首先在试样的应力集中处开始塑性变形，并在试样表面产生一个与拉伸轴约成45°交角的变形带一吕德斯（Lüders）带，与此同时，应力降到下屈服点。随后这种变形带沿试样长度方向不断形成与扩展，从而产生拉伸曲线平台的屈服伸长。当屈服扩展到整个试样标距范围时，屈服延伸阶段就告结束。第35页，共78页，星期日，2025年，2月5日应变时效当退火状态低碳钢试样拉伸到超过屈服点发生少量塑性变形后（曲线a）卸载，然后立即重新加载拉伸，则可见其拉伸曲线不再出现屈服点（曲线b），此时试样不发生屈服现象。如果不采取上述方案，而是将预变形试样在常温下放置几天或经200℃左右短时加热后再行拉伸，则屈服现象又复出现，且屈服应力进一步提高（曲线c），此现象通常称为应变时效。第36页，共78页，星期日，2025年，2月5日2．多相合金的塑性变形由于第二相的数量、尺寸、形状和分布不同，基体相的结合状况不一、第二相的形变特征与基体相的差异，使得多相合金的塑性变形更加复杂。根据第二相粒子的尺寸大小可将合金分成两大类：若第二相粒子与基体晶粒尺寸属同一数量级，称为聚合型两相合金；若第二相粒子细小而弥散地分布在基体晶粒中，称为弥散分布型两相合金。第37页，共78页，星期日，2025年，2月5日聚合型合金的塑性变形