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《金屬塑性變形理論第2講塑性變形物理本質(zhì)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、金屬塑性變形理論Theoryofmetalplasticdeformation第二講LessonTwo張貴杰ZhangGuijieTel：0315-2592155E-Mail：zhguijie@vip.sina.com河北理工大學(xué)金屬材料與加工工程系DepartmentofMetalMaterialandProcessEngineeringHebeiPolytechnicUniversity,Tangshan063009第二章金屬塑性變形的物理本質(zhì)Chapter2Physicalinbeingofmetal
2、plasticdeformation主要內(nèi)容MainContent金屬的晶體結(jié)構(gòu)(Crystalstructure)位錯(cuò)理論基礎(chǔ)(Dislocationtheory)單晶體塑性變形(Monocrystalplasticdeformation)多晶體塑性變形(Multi-crystalplasticdeformation)10/2/202122.1金屬的晶體結(jié)構(gòu)Crystalstructure基本概念晶胞結(jié)構(gòu)實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)10/2/20213基本概念晶體:原子按一定的幾何規(guī)律在空間作周期性排列晶格:用直線
3、將原子中心連接起來，構(gòu)成的空間格子空間點(diǎn)陣：在空間由點(diǎn)排列起來的無限陣列，其中每一個(gè)點(diǎn)都與其它所有的點(diǎn)都具有相同的環(huán)境。晶胞：只包含一個(gè)陣點(diǎn)的六面體10/2/20214晶界:晶粒和晶粒之間的界面晶面:晶體中，由原子組成的平面晶向:由原子組成的直線GrainorCrystallineStructureGrainBoundaryCrystals10/2/20215晶胞結(jié)構(gòu)面心立方：Al、Ni、Cu、γ-Fe10/2/20216體心立方：Cr、V、Mo、W、α-Fe、β-Ti10/2/20217密排六方：Zn、M
4、g、Be、α-Ti、α-Coc/a=1.57-1.6410/2/20218立方系的一些晶面指數(shù)10/2/20219實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)單晶體:各方向上的原子密度不同——各向異性多晶體:晶粒方向性互相抵消——各向同性存在著一系列缺陷:點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷10/2/202110材料理論強(qiáng)度（G/30)/Gpa實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度/MPa理論強(qiáng)度/實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度銀鋁銅鎳鐵鉬鈮鎘鎂（柱面滑移）鈦（柱面滑移）鈹（基面滑移）鈹（柱面滑移）2.642.374.106.707.1011.333.482.071.473.5410.3210.3
5、20.370.780.493.2~7.3527.571.633.30.5739.213.71.375.27×1033×1038×1032×1033×1022×1021×1024×1034×103×1028×1032×102一些金屬材料的實(shí)驗(yàn)屈服強(qiáng)度和理論屈服強(qiáng)度10/2/202111常見的缺陷點(diǎn)缺陷：包括空位、間隙原子、異質(zhì)原子。10/2/20211210/2/202113線缺陷（位錯(cuò)）刃型位錯(cuò)L：位錯(cuò)線長度，V：體積，r：位錯(cuò)密度。一般退火晶體：r=106-108/cm2超薄單晶體：r≦103/cm2冷變
6、形金屬：r=1011-1012/cm210/2/202114M.F.AshbyandD.R.H.Jones,EngineeringMaterials1,2nded.(2002)10/2/202115螺型位錯(cuò)10/2/202116混合型位錯(cuò)（螺型+刃型）10/2/202117面缺陷堆垛層錯(cuò)（stackingfault）抽出型層錯(cuò)插入型層錯(cuò)如面心立方：ABCA（B）CABC抽出ABC（B）ABCABC插入10/2/202118晶界晶界上的原子平均能量高于晶內(nèi)原子，高出的能量稱為晶界能。小角度晶界10/2/202
7、119孿晶界10/2/202120亞晶界扭轉(zhuǎn)晶界扭轉(zhuǎn)晶界面心立方結(jié)構(gòu)中的(001)面相符扭轉(zhuǎn)晶界uStrainedbondBrokenbond(danglingbond)GrainboundaryVoid,vacancySelf-interstitialtypeatomForeignimpurityFig.1.51:Thegrainboundarieshavebrokenbonds,voids,vacancies,strainedbondsand"interstitial"typeatoms.Thestru
8、ctureofthegrainboundaryisdisorderedandtheatomsinthegrainboundarieshavehigherenergiesthanthosewithinthegrains.10/2/2021212.2位錯(cuò)理論基礎(chǔ)Dislocationtheory柏氏矢量（BurgersVector）和位錯(cuò)環(huán)（a）圍繞一刃型位錯(cuò)的柏氏迥路；（b）完整晶體中的相同迥路；迥路缺損即為柏氏矢
