第6章材料的塑性变形要点解析.ppt

§6.1.2 真应力－真应变曲线 §6.2.1 滑移 §6.2.2 孪生 晶体塑性变形的另一种常见方式。 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。 §6.2.2 孪生 以面心立方为例， 说明孪生的具体过程： §6.2.3 晶体的扭折 §6.3 多晶体的塑性变形 §6.4.2 多相合金的塑性变形 常按第二相的尺度大小将其分为两大类： 聚合型:第二相尺寸与基体相尺度属同一数量级，如图1所示； 弥散型:第二相尺寸非常细小，并且弥散分布于基体相中，如图2所示。 §6.4.2 多相合金的塑性变形 §6.5 冷变形金属的组织与性能§6.5.1 显微组织的变化 §6.5 冷变形金属的组织与性能§6.5.1 显微组织的变化 §6.6 聚合物的变形 §6.6 聚合物的变形 §6.6 聚合物的变形 §6.7 陶瓷材料的塑性变形§6.7.1 陶瓷晶体的塑性变形 * §6.4.2 多相合金的塑性变形 第二相网状分布于晶界（二次渗碳体）； 两相呈层片状分布（片状珠光体）； 第二相呈颗粒状分布（球状珠光体）。 以碳钢为例，其组织就是以渗碳体（Fe3C，硬脆相）分布在铁素体中构成的，渗碳体的存在方式将显著影响碳钢的力学性能。 位错绕过第二相粒子过程示意图 §6.4.2 多相合金的塑性变形 （2）弥散分布型合金的塑性变形 沉淀强化（时效强化）：第二相微粒是通过过饱和固溶体的时效处理沉淀析出所引起合金强度提高的现象。 弥散强化：微粒是借粉末冶金方法外加的，所产生的合金强化现象。 1）位错绕过机制（第二相为不可变形颗粒） 位错弯曲至半径R时所需切应力为： R为颗粒间距λ一半时，切应力最小： 可见，不可变形颗粒的强化与颗粒间距成反比，颗粒越多、越细，则强化效果越好。 ----奥罗万（Orowan）机制 位错移动阻力： λ ②粒子周围的位错环对位错的反向作用力 ①粒子的阻碍作用（弯曲需要额外作功） 2）位错切过机制（第二相为可变形颗粒） §6.4.2 多相合金的塑性变形 （2）弥散分布型合金的塑性变形 图 位错切过颗粒机制 位错切过第二相粒子，产生附加阻力，这种阻力主要来源于： （1）第二相颗粒切变时，切变平面上产生的原子错配能； （2）颗粒切变后在其表面产生台阶，增加了颗粒与基体之间的新界面； （3）破坏了一部分颗粒与基体之间的原来可能存在的共格或半共格的结合状态； （4）颗粒物质的切变模量如果高于基体，位错切过时将遇到较大阻力； （5）如果颗粒为有序结构，将在滑移面上产生反相畴界，从而导致有序强化； （6）当第二相颗粒与基体之间比容不同时，那么在第二相形成过程中会产生交互 作用，并形成对位错运动的阻力，等等。 金属材料随着变形量的逐步增加，各晶粒中除了出现大量的滑移带、孪晶带以外，其晶粒形状也会发生变化： 原来的等轴晶粒?沿变形方向被拉长，当变形量很大时，晶粒?变成纤维状。 （1）晶粒形态的改变 30%压缩率（3000×） 50%压缩率（3000×） 99%压缩率（3000×） 图 铜经不同程度冷轧后的光学显微组织 （2）亚结构的变化 当形变量较小时，形成位错缠结结构； 当变形量继续增加时，大量位错发生聚集，形成胞状亚结构，胞壁由位 错构成，胞内位错密度较低，相邻胞间存在微小取向差。 位错胞 ↑变形量 ? 位错缠结 ?位错胞 （大量位错缠结在胞壁，胞内位错密度低。） 在塑性变形中，晶粒内部各区域开动的滑移系，旋转的方向以及变形程度不同，晶粒被分割成许多位向不同的小晶块----形变亚结构或胞状亚结构。 2）类型 * 1）变形织构：多晶体材料由塑性变形导致的各晶粒呈择优取向的组织。 §6.5 冷变形金属的组织与性能§6.5.2 变形织构 板织构：某晶面趋于平行于轧制面，某晶向趋于平行于 主变形方向。（轧制时形成） 丝织构：某一晶向趋于与拔丝方向平行。（拉拔时形成） 丝织构 板织构 形变织构的出现会使得材料呈现一定程度的各向异性，这对材料的加工和使用都会带来一定的影响。 如加工过程中的“制耳”现象就是我们所不希望出现的；而变压器用硅钢片的(100)[001]织构由于其处于最易磁化方向，则是我们所希望的。 §6.5 冷变形金属的组织与性能§6.5.3 残留应力和点阵畸变 第一类内应力，又称宏观残余应力，由于在塑性变形时，工件各部分之间的变形不均匀性所产生。 一般是不利的，应予以防止或消除。 第二类内应力，又称微观残余应力，由于在塑性变形时，各晶粒或亚晶粒之间的变形不均匀性而产生的。 该应力的存在