第5章-位錯(cuò)間的交互作用(加工硬化新)ppt課件.ppt

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1、第5章位錯(cuò)間的交互作用-加工硬化主要內(nèi)容加工硬化現(xiàn)象的主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果長(zhǎng)程加工硬化理論短程加工硬化理論硬化第三階段與加工軟化第一節(jié)加工硬化現(xiàn)象的主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)力-應(yīng)變曲線加工硬化分三個(gè)階段⑴第Ⅰ階段-易滑移階段⑴第Ⅱ階段-線性硬化階段⑴第Ⅲ階段-拋物線或動(dòng)態(tài)回復(fù)階段加工硬化理論概述第Ⅰ階段和第Ⅱ階段的加工硬化理論比較統(tǒng)一。第Ⅲ階段加工硬化理論分歧較大。第Ⅰ階段（易滑移階段）:只有單一的滑移系開(kāi)動(dòng)，應(yīng)力水平低，同一個(gè)滑移面放出的位錯(cuò)的間隔大．硬化來(lái)自單個(gè)位錯(cuò)間的長(zhǎng)程應(yīng)力場(chǎng)，所以硬化率很低．第Ⅱ階段（線形硬化階段）：

2、提出理論較多，但都會(huì)涉及如下的一種和多種機(jī)制：⑴原滑移系中位錯(cuò)塞積產(chǎn)生的長(zhǎng)程應(yīng)力場(chǎng)導(dǎo)致另一滑移系（次滑移系）開(kāi)動(dòng)，于是產(chǎn)生大量林位錯(cuò)，位錯(cuò)滑動(dòng)和林位錯(cuò)交割，增加位錯(cuò)滑移的阻力．⑵林位錯(cuò)滑移使原來(lái)滑移系的Ｆ－Ｒ源產(chǎn)生大量割階，帶割階的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力加．⑶由于次生滑移系開(kāi)動(dòng)和螺位錯(cuò)的交滑移產(chǎn)生越來(lái)越多L-G不動(dòng)位錯(cuò)，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，形成塞積群，增大變形的抗力．⑷由局部應(yīng)力場(chǎng)引起硬化．第Ⅲ階段硬化（動(dòng)態(tài)回復(fù)階段）：應(yīng)力足夠大時(shí)，螺位錯(cuò)大量交滑移或塞積群前的障礙在高應(yīng)力集中下被摧毀，從而使塞積位錯(cuò)群的高應(yīng)力場(chǎng)得以松弛，結(jié)果

3、硬化率下降；第階段開(kāi)始所需的應(yīng)力隨變形溫度高而降低，是因?yàn)闊峒せ钣兄换疲诙?jié)長(zhǎng)程加工硬化理論兩大理論:長(zhǎng)程加工硬化理論;短程加工硬化理論長(zhǎng)程加工硬化理論主要思想由Seeger提出。加工硬化主要來(lái)自主滑移系統(tǒng)上平行位錯(cuò)間的交互作用，構(gòu)成位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙，造成位錯(cuò)塞積，既由長(zhǎng)程內(nèi)應(yīng)力造成硬化．長(zhǎng)程內(nèi)應(yīng)力其它位錯(cuò)對(duì)運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)的作用力的范圍約幾百個(gè)原子間距,不受熱激活過(guò)程的影響.加工硬化第一階段只有單一的滑移系開(kāi)動(dòng),阻力來(lái)自位錯(cuò)源放出的位錯(cuò)環(huán)對(duì)位錯(cuò)源的作用力.在切應(yīng)力作用下位錯(cuò)源放出了n個(gè)為錯(cuò)環(huán),如果增加應(yīng)力,就產(chǎn)生

4、新的為錯(cuò)環(huán),同時(shí)增加了對(duì)位錯(cuò)源的反作用力,當(dāng)反作用力等于外加應(yīng)力增量時(shí),位錯(cuò)源就停止動(dòng)作了.加工硬化第二階段位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙:由于次生滑移系開(kāi)動(dòng)和螺位錯(cuò)的交滑移產(chǎn)生L-G不動(dòng)位錯(cuò)，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，形成塞積群。L-G不動(dòng)位錯(cuò)的密度隨應(yīng)變的增加不斷增加，則位錯(cuò)的滑移距離隨應(yīng)變的增加逐漸減小，即滑移線的長(zhǎng)度隨應(yīng)變?cè)黾佣兌??？偨Y(jié)：⑴Seeger理論可解釋加工硬化速率和滑移線長(zhǎng)度隨應(yīng)變的變化。⑵不能解釋為什么塞積群產(chǎn)生的長(zhǎng)程內(nèi)應(yīng)力不會(huì)因塑性弛豫而消失。實(shí)際上塞積的位錯(cuò)很少。⑶電鏡下沒(méi)有看到明顯的塞積群圖象，觀察到的一般是位

5、錯(cuò)纏結(jié)和胞狀組織．第三節(jié)短程加工硬化理論短程加工硬化的主要理論林位錯(cuò)硬化理論和割階硬化理論林位錯(cuò)硬化理論主滑移面上運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)于林位錯(cuò)交截產(chǎn)生硬化。林位錯(cuò)——穿過(guò)主滑移面的位錯(cuò)?？偨Y(jié)：⑴理論簡(jiǎn)單，可解釋硬化規(guī)律⑵不能說(shuō)明晶體存在易變形區(qū)（軟區(qū)）和不易變形區(qū)（硬區(qū)）．（位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的不均勻性．第四節(jié)硬化第三階段與加工軟化加工軟化與交滑移變形第三階段加工硬化率明顯降低—位錯(cuò)發(fā)生交滑移的過(guò)程有關(guān)。位錯(cuò)通過(guò)交滑移離開(kāi)原先滑移面繼續(xù)滑移。位錯(cuò)的交滑移過(guò)程：主滑移面上（ABC面）有位錯(cuò)BC，分解為兩個(gè)肖克萊位錯(cuò)：BC→Bδ+δC

6、+SFBC與其他滑移面（BCD面）上的位錯(cuò)BD交截，形成割階，位錯(cuò)線方向沿BD，在交滑移面上分解為：BC→Bα+αC+SFαC和δC反應(yīng)，生成梯桿位錯(cuò)αδ：αC+δC→αδ繼而有反應(yīng)：Bα→Bγ+γα；Bγ+Bδ→δγ兩個(gè)梯桿位錯(cuò)αδ和δγ壓在主滑移面和交滑移面上,使割階在交滑移面上不可動(dòng)當(dāng)應(yīng)力足夠大時(shí),交滑移面上的肖克萊位錯(cuò)αC稍稍弓出,在應(yīng)力和熱激活下,Bδ和梯桿位錯(cuò)αδ反應(yīng),生成可動(dòng)的不全位錯(cuò)Bα:Bδ+αδ→BαBα使割階束集,產(chǎn)生滑動(dòng)接點(diǎn)X,接點(diǎn)Y保持不動(dòng),隨著接點(diǎn)X的移動(dòng),位錯(cuò)αC和Bα漸漸移出交滑

7、移面,開(kāi)始了宏觀的交滑移.位錯(cuò)胞的形成變形第三階段,層錯(cuò)能交高的金屬(Al、Ni、Fe、Nb）已能形成完善的位錯(cuò)胞層錯(cuò)能很低的金屬（不銹鋼、α黃銅），因不易交滑移，不能形成位錯(cuò)胞狀結(jié)構(gòu)。位錯(cuò)原來(lái)是不規(guī)則任意分布的，為什么變形到一定程度會(huì)形成胞狀結(jié)構(gòu)呢？形成胞狀結(jié)構(gòu)是一個(gè)能量降低的過(guò)程，可自發(fā)地趨于一個(gè)介穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。流變應(yīng)力與位錯(cuò)胞尺寸的反比線性關(guān)系已在Cu、Al、Fe中得到證實(shí)。位錯(cuò)胞和亞晶都內(nèi)有長(zhǎng)程應(yīng)力場(chǎng)，因此在變形第三階段短程加工硬化理論起主要作用影響位錯(cuò)胞形成的主要因素是：變形量——變形量大，易形成位

8、錯(cuò)胞；材料的層錯(cuò)能——層錯(cuò)能大，易形成位錯(cuò)胞；變形溫度——變形溫度低，不易實(shí)現(xiàn)交滑移，硬化第三階段推遲，難以形成位錯(cuò)胞。