《多晶体的塑性变形》PPT课件

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1、本章知识结构金属的变形特性晶体的塑性变形组织与性能的变化多晶体的塑性变形单晶体的塑性变形合金的塑性变形1弹性变形材料受外力作用时产生变形，当外力去除后恢复其原来形状，这种随外力消失而消失的变形，称为弹性变形。弹性变形的实质是在应力的作用下，材料内部原子间距就偏离了平衡位置，但未超过其原子间的结合力。晶体材料反映为晶格发生了伸长(缩短)或歪扭。原子的相邻关系还未发生改变，故外力去除后，原子间结合力便可以使变形完全恢复。2定义：不能恢复的永久性变形叫塑性变形。当应力大于弹性极限时，材料不但发生弹性变形，而且还发生塑性变形，即在外力去除后，其变形不能得

2、到完全的恢复，而具有残留变形或永久变形。塑性：是指材料能发生塑性变形的量或能力，用伸长率(δ%)或断面减缩率(ψ%)表示。实质：塑性变形的实质是在应力的作用下，材料内部原子相邻关系已经发生改变，故外力去除后，原子回到另一平衡位置，物体将留下永久变形。塑性变形36.2单晶体的塑性变形常温下塑性变形的主要方式：滑移、孪生。滑移：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）产生相对位移，且不破坏晶体内部原子排列规律性的塑变方式。（1）滑移4滑移系晶体中的滑移只能沿一定的晶面和该面上一定的晶体学方向进行，将其称为滑

3、移面和滑移方向。滑移面和滑移方向往往是晶体中原子最密排的晶面和晶向。每个滑移面以及此面上的一个滑移方向称为一个滑移系。滑移系的个数：(滑移面个数）×（每个面上所具有的滑移方向的个数）。5面心立方晶体中的滑移系滑移面为{111}滑移方向为<110>滑移系共有4×3＝12个6bcc晶体{112}和{123}面的滑移系体心立方晶体中的滑移系低温时滑移面为{112}，中温时多为{110}，而高温时多为{123}滑移方向为<111>滑移系为{110}6<111>2+{112}12<111>1+{123}24<111>1，其滑移系可能有12-48个。7密排六

4、方晶体中的滑移系密排六方晶体中，滑移方向一般都是<1120>当c/a接近或大于1.633时，{0001}为最密排面，滑移系即为{0001}<1120>，共有三个当c/a小于1.633时，{0001}不再是密排面，滑移面将变为柱面{1010}或斜面{1011}，滑移系分别为三个和六个。8滑移的临界分切应力滑移过程开始时的分切应力就称为临界分切应力。假设其横截面积为A，为滑移面法线与中心轴线夹角，λ为滑移方向与外力F夹角。s＝scoscoss称为临界分切应力。coscos称为取向因子或schmid因子。软取向硬取向9滑移时晶面的转动1

5、0位向和晶面的变化拉伸时,滑移面和滑移方向趋于平行于力轴方向；压缩时，晶面逐渐趋于垂直于压力轴线。取向因子的变化几何硬化：，远离45，滑移变得困难；几何软化：，接近45，滑移变得容易。11多滑移滑移过程沿两个以上滑移系同时或交替进行，这种滑移过程就称为称多滑移。12交滑移：晶体在两个或多个不同滑移面上沿同一滑移方向进行的滑移。双交滑移：交滑移后的螺位错再转回到与原滑移面平行的平面滑移。交滑移13单滑移：单一方向的滑移带；多滑移：相互交叉的滑移带；交滑移：波纹状的滑移带。滑移的表面痕迹14位错的易动性原子的微小移动导致晶体产生一个原子间

6、距的位移。多个位错的运动导致晶体的宏观变形。（6）滑移的位错机制15弗兰克-瑞德源16（2）孪生孪生是晶体塑性变形的另一种常见方式，是指在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面（孪生面）和一定的晶向（孪生方向）相对于另一部分发生均匀切变的过程。a.变形前b.滑移c.孪生晶体滑移和孪生变形后的结构与外形变化示意图17(a)孪晶面与孪生方向(b)孪生变形时晶面移动情况面心立方晶体孪生变形示意图发生切变的部分称孪生带或孪晶，沿其发生孪生的晶面称孪生面。孪生的结果使孪生面两侧的晶体呈镜面对称。18滑移孪生相同点1切变；2沿一定的晶面、晶向进行；3不改变结

7、构。不同点晶体位向不改变改变，形成镜面对称关系位移量滑移方向上原子间距的整数倍，较大。小于孪生方向上的原子间距，较小。对塑变的贡献很大，总变形量大。有限，总变形量小。变形应力有一定的临界分切压力所需临界分切应力远高于滑移变形条件一般先发生滑移滑移困难时发生变形机制全位错运动的结果分位错运动的结果孪生的与滑移的比较19知识结构形变的基本概念晶体的塑性变形组织与性能的变化回复与再结晶多晶体的塑性变形单晶体的塑性变形合金的塑性变形动态回复与动态再结晶20多晶体与单晶体的区别晶粒间存在晶界晶粒的位向不同216.3多晶体的塑性变形单个晶粒变形与单晶体相似,

8、多晶体变形比单晶体复杂。锌的的应力－应变曲线22（1）多晶体变形的特点23每一晶粒的取向“软”和“硬”不同，形变先后及形变量也不同。为保