[工学]1-滑移和孪生-范性形变.ppt

第3章 晶体的范性形变 昆明理工大学 材料科学与工程学院 / 材料学系 孟 彬 讲授提纲 3.1 概述 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.3 孪生 3.4 多晶体的范性变形 3.5 范性形变对材料组织及性能的影响 3.6 材料的断裂 3.1 范性形变概述 3.1 范性形变概述 3.1 范性形变概述 3.1 范性形变概述 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.2 滑移、滑移系和Schmid定律 3.3 孪生 3.3 孪生 3.3 孪生 3.3 孪生 3.3 孪生 3.3 孪生 7. 孪生与滑移的比较 7. 孪生与滑移的比较 3.孪生的结构特点 4.伴有孪生过程的应力应变曲线 铜单晶体在4.2K的拉伸曲线 6. 5. (1) 相同点 从宏观上：两者都是晶体在切应力作用下发生的均匀剪切变形； 从微观上：两者都是晶体范性变形的基本形式，是晶体一部分相对于另一部分沿一定晶面和晶向平移； 两者都不改变晶体结构； 从变形机制上，两者都是晶体中位错运动的结果； (2) 不同点 滑移不改变位向，而孪生则改变位向； 滑移时原子的位移是沿滑移方向的原子间距的整数倍，孪生时原子的位移小于原子间距； 滑移时切应变为任意值，孪生时切应变位一固定值，且一般很小； 从微观上看，孪生比滑移变形更均匀； 滑移过程比较平缓，孪生则往往突然发生； 两者发生的条件往往不同； 滑移有确定的临界分切应力，孪生尚无定论； 滑移是全位错运动的结果，孪生则是分位错运动的结果； * * 晶体 单晶体 多晶体 单晶体的范性形变 多晶体的范性形变 材料科学基础/Fundamentals of Materials Science Chapter 3 Plastic deformation of crystals 1. 弹性变形 2. 塑性变形 一. 基本概念 延伸率：ε=(l-l0)/l0 断面收缩率:ψ=(A0-Af)/A0 σ 0 σs σe a c b d σb k ε 低碳钢的拉伸应力－应变曲线 3. 断裂 1. 弹性变形 2. 塑性变形 一. 基本概念 退火纯铜的拉伸曲线 延伸率 断面收缩率 3. 断裂 一. 基本概念 金属材料和陶瓷材料的应力-应变曲线差异 二. 单晶体范性变形的基本形式 虽然从宏观上看，固体范性变形的方式很多，但从微观角度，单晶体 范性变形的基本方式只有两种： 1. 滑移: 2. 孪生: 在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面(滑移面)上的一定方向(滑移方向)相对于另一部分发生滑动。 1. 定义： 一. 滑移 2. 滑移系：上述滑移面和位于滑移面上的滑移方向便组成滑移系，用{hkl}uvw表示； 3. 滑移的表象：滑移线和滑移带 滑移带和滑移线示意图 一. 滑移 光镜下：滑移带 电境下：滑移线 二. 滑移系 2.滑移总是沿着晶体中原子密度最大的晶面(密排面)和其上密度最大的晶向(密排方向)进行，因此 滑移面为该晶体的密排面，滑移方向为该面上的密排方向。 想想这是为什么？ 1.一个滑移面和其上的一个滑移方向构成一个滑移系。 体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格 {110} {111} {110} {111} 晶格 滑移面 滑移 方向 滑移系 三种典型金属晶格的滑移系 5. 滑移系首先取决于晶体结构，也和温度、合金元素等因素有关。 二. 滑移系 4. 在其他条件相同时，晶体中的滑移系愈多，滑移过程可能采取的空间取向便愈多，滑移容易进行，它的塑性便愈好。 3. 滑移的分类： 多滑移：在多个（2）滑移系上同时或交替进行的滑移。 双滑移： 单滑移： 式中： 1. 决定晶体能否开始滑移的关键在于作用于滑移面上的切应力是否达到临界值； 假设有一正断面为A0的单晶试棒进行拉伸试验，假定拉力F 和滑移面法线n 的夹角为φ ，F 和滑移方向b 的夹角为λ，则有作用在滑