滑移和孪晶.ppt

金属塑性变形机理 ——滑移和孪生 材研1004 程呈 一、塑性变形 多晶体的塑性变形：晶内变形、晶间变形 晶内变形、单晶体变形主要方式：滑移、孪生 晶间变形的主要方式：晶粒间相互滑动和转动 二、滑移 （一）、滑移现象 1、滑移带 2、滑移线 （二）滑移 滑移是在切应力作用下，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。 滑移示意图 （三）滑移特征 1、滑移系 1）滑移面：晶体中能够发生滑移的晶面 2）滑移方向：晶体中能够发生滑移的晶向 3）滑移系：晶体中每个滑移面和该面上的一个滑移方向组成一个滑移系。 滑移面和滑移方向往往是金属晶体中原子排 列最密的晶面和晶向。 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 （四）引起滑移的临界切应力 1）滑移面内的切应力分解到滑移方向上的分切应力是晶体产生滑移的动力。 2）分切应力：τ＝σcosφcosλ（ φ为滑移面与外力的夹角；λ为滑移方向与外力的夹角） 3） cosφcosλ被称为取向因子，分切应力大的位向称为软位向，反之为硬位向。 4）能使滑移系产生滑移的最小分切应力值称为临界切应力： τc= σscosφcosλ （五）位错滑移机制 滑移是晶体内部位错在切应力作用下运动的结果。滑 移并非是晶体两部分沿滑移面作整体的相对滑动, 而是通 过位错的运动来实现的。 在切应力作用下,一个多余半 原子面从晶体一侧到另一侧运动, 即位错自左向右移动 时, 晶体产生滑移。? 刃位错的运动 多 脚 虫 的 爬 行 1、滑移的机理 2、位错的易动性 晶体通过位错运动产生滑移时，只在位错中心的少数原子发生移动，它们移动的距离远小于一个原子间距，因而所需临界切应力小，这种现象称作位错的易动性。 （六）滑移的类型 根据位错运动方式的不同，会出现不同类 型的滑移：单滑移、多滑移、交滑移。 （七）滑移的特点 滑移只能在切应力的作用下发生 滑移常沿晶体中原子密度最大的晶面和晶向发生（在滑移系中进行） 滑移量是滑移方向上原子间距的整数倍，滑移结果在晶体的表面上造成台阶。 滑移的同时必然伴随着晶体的转动。 三、孪生 孪生：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面（孪生面）和晶向（孪生方向）发生切变的变形过程。 孪晶组织 孪生示意图 （一）孪生的特点 金属晶体中变形部分与未变形部分在孪生面两侧形成镜面对称关系。 发生孪生的部分（切变部分）称为孪生带或孪晶。孪晶一般分为机械孪晶和退火孪晶 孪生带的晶格位向发生变化，发生孪生时各原子移动的距离是不相等的。 （二）金属晶体中的孪生现象 密排六方晶格金属滑移系少，常以孪生方式变形。 体心立方晶格金属只有在低温或冲击作用下才发生孪生变形。 面心立方晶格金属，一般不发生孪生变形，但常发现有孪晶存在，这是由于相变过程中原子重新排列时发生错排而产生的，称退火孪晶。 奥氏体不锈钢中退火孪晶 钛合金六方相中的形变孪晶 黄铜中的孪晶 锌中的孪晶 四、滑移和孪生的区别 孪生通过切变使晶格位向发生了改变，造成变形部分与未变形部分形成对称。而滑移变形后，晶体各部分的相对位向不发生改变。 孪生时原子沿孪生方向的相对位移是原子间距的分数值。而滑移时原子在滑移方向的位移是原子间距的整数倍。 孪生变形所需的切应力比滑移大得多。因此，孪生在一般不易滑移的条件下发生，而且孪生变形的速度很快（接近声速）。 谢 谢！ * ⑴ 滑移只能在切应力的作用下发生。产生滑移的最小切应力称临界切应力 * 孪生变形也是在切应力作用下发生的，并通常出现于滑移受阻而引起的应力集中区，因此，孪生所需的临界切应力要比滑移时大得多。 * ⑴ 滑移只能在切应力的作用下发生。产生滑移的最小切应力称临界切应力 * 孪生变形也是在切应力作用下发生的，并通常出现于滑移受阻而引起的应力集中区，因此，孪生所需的临界切应力要比滑移时大得多。