材料科学基础第六章.pptVIP

发生交滑移时，晶体表面会出现曲折或波纹状的滑移带。最容易发生交滑移的是体心立方金属，滑移面为{110}，{112}和{123}，滑移方向总是111。因滑移面不受限制，所以交滑移必是纯螺形位错，难易程度与层错能相关。6.2.1.6滑移的位错机制：晶体的滑移是通过位错运动来实现的。当一个位错移到晶体表面时，便会在表面上留下一个原子间距的滑移台阶，其大小等于柏氏矢量。大量位错滑过晶体，会在晶体表面形成显微滑移痕迹，即滑移线。因此，可将滑移线看成是晶体中已滑移区与未滑移区的分界线。刃型位错同样导致晶体滑移。刃位错与螺位错运动导致的晶体滑移的最终结果相同，但位错运动的过程不一样。刃位错的滑移面是由位错线与柏氏矢量所决定的平面，其滑移方向为b的方向；螺型位错运动的方向也垂直于位错线，但同时垂直于b，即运动方向与晶体滑移方向垂直。孪生孪生变形现象：在切应力作用下，晶体的一部分沿一定晶面(孪晶面)和一定晶向(孪生方向)相对于另一部分作均匀的切变所产生的变形叫孪生。均匀切变区的晶体结构不变，只是取向改变，与未切变区构成镜面对称，形成孪晶。机械零件在加工或使用时都会发生变形，材料对变形的承受能力直接关系到零件的使用寿命。本章主要讨论金属材料的变形方式和塑性变形机制，简单介绍陶瓷和高分子材料的变形特点。第六章塑性变形6.1金属的应力-应变曲线6.1.1工程应力-应变曲线(以低碳钢为例)1当应力低于σe时，应力与应变成正比：σ=EεE称为弹性模量，表示材料的刚性。此应力范围内撤去应力则变形完全消失，称为弹性变形。σe称为弹性极限(elasticlimit)。应力超过σe时发生塑性变形，应力去除后变形部分恢复。开始发生塑性变形的最小应力叫屈服极限(surrenderlimit)σs。对于无明显屈服极限的材料，规定以产生0.2%残余变形的应力作为屈服极限，以σ0.2表示。外力超过σs(σ0.2)后，材料发生明显而均匀的塑性变形，要增大应变必须提高应力。这种随变形增大，变形抗力也增大的现象叫加工硬化(strainhardening)或应变硬化。单击此处添加小标题应力达到σb后，材料均匀变形结束，σb叫材料的抗拉强度(tensilestrength)，是材料极限承载能力的标志。单击此处添加小标题应力达到σb时，材料开始发生不均匀变形，形成颈缩。应力随之迅速下降，达到σk时材料短裂。σk叫条件断裂强度(rupturestrength)。单击此处添加小标题断裂后的试样残余变形量Δl=(lk-l0)与原始长度l0的百分比称为延伸率δ(percentageofelongtation)：δ=[(lk-l0)/l0]×100%(6-1)试样的原始截面积F0和断裂时的截面积Fk之差与F0的百分比称为断面收缩率ψ(percentageofareareduction)：ψ=[(F0-Fk)/F0]×100%(6-2)δ和ψ都是材料的塑性指标，表示金属的塑性变形能力。123416.1.2真应力-真应变曲线：在实际拉伸过程中，试样横截面在不断变化，试样所受的真应力S应是瞬时载荷P与瞬时截面积F的比值：2S=P/F(6-3)3真应变为瞬时伸长量除以瞬时长度：4de=dl/l(6-4)5总应变为：6e=?de=?ll0dl/l=lnl/l0=ln(1+δ)(6-5)添加标题S=ken(6-6)添加标题一般把均匀塑性变形阶段的真应力-真应变曲线称为流变曲线(flowcurve)，其关系为：添加标题Sk称材料的断裂强度(?rupturestrength)。添加标题与工程应力-应变曲线的区别是：试样产生颈缩以后，尽管外加载荷已经下降，但真应力仍在升高(截面收缩速率大于载荷下降速率)，直到Sk，试样断裂。添加标题图6-2为真应力-真应变曲线。添加标题n称为形变强化指数。密排六方的n较小，体心立方，特别是面心立方的n较大。6.2单晶体的塑性变形材料通常是多晶体，多晶体变形与每个晶粒的变形密切相关。单晶体常温塑性变形的主要方式有滑移和孪生两种。6.2.1滑移6.2.1.1滑移