單晶體的塑性變形.docx

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1、單晶體的塑性變形滑移：即在切應(yīng)力作用下晶體的一部分相對于另一部分沿著特定晶面（滑移面）上的特定方向（滑移方向）發(fā)生平移?；撇桓淖兙w各部分的相對取向，即不在晶體內(nèi)部引起位相差。滑移帶：在金相顯微鏡下可以觀察到，在拋光的表面上出現(xiàn)許多相互平行的線條，這些線條稱為滑移帶。用電子顯微鏡觀察觀察，發(fā)現(xiàn)每條滑移帶是由一組相互平行的小臺(tái)階所組成，這些小臺(tái)階稱為滑移線。滑移帶就是相互平行的一組小臺(tái)階組成的大臺(tái)階?；葡担夯泼婧臀挥诨泼嫔匣品较虻慕M合稱為一組滑移系，表示為（ｈｋｌ）［ｕｖｗ］?；葡档膫€(gè)數(shù)等于滑移面?zhèn)€數(shù)×

2、每個(gè)滑移面所具有的滑移方向的個(gè)數(shù)。一般滑移系越多，塑性越好。塑性還與滑移面密排程度、滑移方向個(gè)數(shù)和同時(shí)開動(dòng)滑移系數(shù)目有關(guān)。比如雖然面心和體心立方晶體都是有12個(gè)滑移系組成的，但面心立方的滑移面4個(gè)，滑移方向3個(gè)，而體心立方的滑移面有6個(gè)，滑移方向只有兩個(gè)，面心立方的滑移方向多，因此塑性比體心立方要好些。分切應(yīng)力：晶體中的某個(gè)滑移系能否發(fā)生滑移，取決于力在滑移面內(nèi)沿沿滑移方向上的分切應(yīng)力大小。臨界分切應(yīng)力：當(dāng)外力Ｆ增加，使拉伸應(yīng)力Ｆ／Ａ０達(dá)到屈服極限σｓ時(shí)，這一滑移系中的分切應(yīng)力達(dá)到臨界值τｃ，晶體就在該滑移系上開

3、始滑移，此時(shí)的分切應(yīng)力稱為臨界分切應(yīng)力，即剛好使滑移系開動(dòng)的分切應(yīng)力。軟取向：ｍ值大，σｓ最小，容易滑移硬取向：ｍ值小，σｓ＝∞，難以滑移，很吃力滑移面和滑移方向的轉(zhuǎn)動(dòng)在外力作用下，晶體的滑移面和滑移方向可能會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．拉伸時(shí)，φ角增大，λ角減?。粔嚎s時(shí)，φ角減小，λ角增大。會(huì)導(dǎo)致從軟取向變成硬取向。單滑移變成多滑移。多滑移：如果兩個(gè)或多個(gè)滑移系同時(shí)處于最有利位置（ｍ值大），這些滑移系中的分切應(yīng)力可能同時(shí)達(dá)到引起滑移的臨界值，于是滑移過程將在兩個(gè)或多個(gè)滑移系中同時(shí)進(jìn)行或交替地進(jìn)行。這種在兩個(gè)或更多的滑移系上進(jìn)行的

4、滑移稱為多系滑移，簡稱多滑移。多滑移時(shí)產(chǎn)生的滑移帶呈交叉形。交滑移：由于晶體取向的改變，可能使兩個(gè)或多個(gè)相交的滑移面沿同一滑移方向進(jìn)行的滑移，稱為交滑移。交滑移使加工硬化效果下降。交滑移時(shí)產(chǎn)生的滑移帶呈曲折或波紋狀。發(fā)生交滑移的位錯(cuò)一定是螺型位錯(cuò)．雙交滑移：交滑移后的位錯(cuò)再轉(zhuǎn)回和原滑移面平行的滑移面上繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象如下圖表示弗蘭克-里德源的位錯(cuò)增值機(jī)制。若某滑移面有一段刃型位錯(cuò)AB,.它的兩端被位錯(cuò)網(wǎng)結(jié)點(diǎn)釘住，不能運(yùn)動(dòng)。成為固定位錯(cuò)?，F(xiàn)沿位錯(cuò)b方向加切應(yīng)力，使位錯(cuò)沿滑移面向前滑移運(yùn)動(dòng)。但由于AB兩端固定，所以只能

5、使位錯(cuò)線發(fā)生彎曲(見圖(b))。單位長度位錯(cuò)線所受的滑移力Fa=tb，它總是與位錯(cuò)線本身垂直，所以彎曲后的位錯(cuò)每一小段繼續(xù)受到Fa的作用，沿它的法線方向向外擴(kuò)展，其兩端則分別繞結(jié)點(diǎn)A、B發(fā)生回轉(zhuǎn)(見圖(c))。當(dāng)兩端彎出來的線段相互靠近時(shí)(見圖(d))，由于該線段兩端平行于b,但位錯(cuò)線方向相反，分別屬于左螺旋和右螺旋位錯(cuò)，它們互相抵消，形成一閉合的位錯(cuò)環(huán)和位錯(cuò)環(huán)內(nèi)的一小段彎曲位錯(cuò)線。只要外加應(yīng)力繼續(xù)作用,位錯(cuò)環(huán)便繼續(xù)向外擴(kuò)張，同時(shí)環(huán)內(nèi)的彎曲位錯(cuò)在線張力作用下又被拉直，恢復(fù)到原始狀態(tài)，并重復(fù)以前的運(yùn)動(dòng)，絡(luò)繹不絕地產(chǎn)

6、生新的位錯(cuò)環(huán)，從而造成位錯(cuò)的增殖，并使晶體產(chǎn)生可觀的滑移量。位錯(cuò)的滑移產(chǎn)生交割和塞積，二者均引起加工硬化。交割：多滑移時(shí)，由于各滑移面相交，因而在不同滑移面上運(yùn)位錯(cuò)也就必然相遇，發(fā)生相互交割。此外，在滑移面上運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)還要與晶體中原有的以不同角度穿過滑移面的位錯(cuò)相交割。交割的結(jié)果：增加了位錯(cuò)線的長度；導(dǎo)致帶割階的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)困難，從而成為后續(xù)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙．塞積：在切應(yīng)力的作用下，位錯(cuò)源所產(chǎn)生的大量位錯(cuò)沿滑移面運(yùn)動(dòng)的過程中，若遇到障礙物（固定位錯(cuò)，雜質(zhì)離子，晶界等）的阻礙，領(lǐng)先的位錯(cuò)在障礙前被阻止，后續(xù)的位錯(cuò)被堵塞，

7、結(jié)果形成位錯(cuò)的平面塞積群，并在障礙物前端形成高度應(yīng)力集中。應(yīng)力集中大小!與塞積的位錯(cuò)數(shù)目ｎ成正比。位錯(cuò)數(shù)目ｎ是與引起塞積的障礙到位錯(cuò)源的距離成正比。孿生孿生：塑性變形的另一種基本方式。在切應(yīng)力作用下晶體的一部分沿著特定晶面（孿生面）上的特定方向（孿生方向）相對于另一部分作均勻地切變。在金相顯微鏡下可以看到試樣表面的孿晶痕。在切變區(qū)內(nèi)，與孿生面平行的每一層原子的切變量與它距孿生面的距離成正比，并且不是原子間距的整數(shù)倍。這種切變不會(huì)改變晶體的點(diǎn)陣類型，但可使變形部分的位向發(fā)生變化，并與未變形部分的晶體以孿晶界為分界面

8、構(gòu)成了鏡面對稱的位相關(guān)系。通常把對稱的兩部分晶體稱為孿晶，而將形成孿晶的過程稱為孿生。