金属材料变形原理.ppt

第六章 金属的塑性变形与再结晶 金属变形概述 金属变形概述 第一节 单晶体的塑性变形 常温下塑性变形的主要方式：滑移、孪生。 一 滑移 1 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。 光镜下：滑移带（无重现性）。 2 滑移的表象学 电境下：滑移线。 第一节 单晶体的塑性变形 光镜下：滑移带（无重现性）。 2 滑移的表象学 电境下：滑移线。 第一节 单晶体的塑性变形 3 滑移的晶体学 滑移面 （密排面） （1）几何要素 滑移方向（密排方向） 第一节 单晶体的塑性变形 3 滑移的晶体学 （2）滑移系 滑移系：一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合。 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） 第一节 单晶体的塑性变形 3 滑移的晶体学 （2）滑移系 滑移系：一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合。 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） 第一节 单晶体的塑性变形 （2）滑移系 金属材料塑性与滑移系数目的有关，一般滑移系越多，塑性好 ；同时与与滑移面密排程度和滑移方 向个数有关；还与 同时开动滑移系数目有 （?c）。 第一节 单晶体的塑性变形 3 滑移的晶体学 （3）滑移的临界分切应力（?c） ?c：在滑移面上沿滑移方面开始滑移的最小分切应力。 外力在滑移方向上的分解。 ?c＝?scos?cos? 第一节 单晶体的塑性变形 3 滑移的晶体学 （3）滑移的临界分切应力（?c） ?c取决于金属的本性，不受?，?的影响； ?或?＝90?时，?s ?； ?c＝?scos?cos? ?s的取值 ?，?＝45?时，?s最小，晶体易滑移； 软取向：值大； 取向因子：cos?cos? 硬取向：值小。 第一节 单晶体的塑性变形 4 滑移时晶体的转动 （1）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。 几何硬化：?，?远离45?，滑移变得困难；（2）取向因子的变化 几何软化；?，?接近45?，滑移变得容易。 第一节 单晶体的塑性变形 二 孪生 ? （1）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的晶面和晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。 孪生面 A1{111},A2{112},A3{1012} （2）孪生的晶体学 孪生方向 A1112,A2111,A31011 孪晶区 第一节 单晶体的塑性变形 二 孪生 ? 第二节 多晶体的塑性变形 1 晶粒之间变形的传播 位错在晶界塞积 应力集中 相邻晶粒位错源开动 相邻晶粒变形 塑变 ? 2 晶粒之间变形的协调性 （1）原因：各晶粒之间变形具有非同时性。 （2）要求：各晶粒之间变形相互协调。（独立变形会导致晶体分裂） （3）条件：独立滑移系?5个。（保证晶粒形状的自由变化） ? 第二节 多晶体的塑性变形 3 晶界对变形的阻碍作用 （1）晶界的特点：原子排列不规则；分布有大量缺陷。 （2）晶界对变形的影响:滑移、孪生多终止于晶界,极少穿过。 （3）晶粒大小与性能的关系 a 晶粒越细，强度越高(细晶强化：由下列霍尔－配奇公式可知) ?s=?0+kd-1/2 原因：晶粒越细，晶界越多，位错运动的阻力越大。（有尺寸限制） 第二节 多晶体的塑性变形 3 晶界对变形的阻碍作用 ?