金屬的塑性變形(1)(已修改)
2025-05-14 14:03 本頁(yè)面
【正文】 1 第四章 金屬的塑性變形 塑性變形及隨后的加熱 ， 對(duì)金屬材料組織和性能有顯著的影響 。 了解塑性變形的本質(zhì) 、 塑性變形及加熱時(shí)組織的變化 ， 有助于發(fā)揮金屬的性能潛力 ， 正確確定加工工藝 ?單晶體的塑性變形 ?多晶體的塑性變形 ?變形后金屬的回復(fù)與再結(jié)晶 ?金屬的熱塑性變形 2 第一節(jié) 單晶體 的塑性變形 一、單晶體純金屬的塑性變形 ?s ?e 在應(yīng)力低于彈性極限 σ e時(shí)，材料發(fā)生的變形為彈性變形；應(yīng)力在 σ e到 σ b之間將發(fā)生的變形為均勻塑性變形；在 σ b之后將發(fā)生頸縮；在 K點(diǎn)發(fā)生斷裂。 彈性變形的 實(shí)質(zhì) 是：在應(yīng)力的作用下，材料內(nèi)部的原子偏離了平衡位置，但未超過(guò)其原子間的結(jié)合力。晶格發(fā)生了伸長(zhǎng) (縮短 )或歪扭。原子的相鄰關(guān)系未發(fā)生改變，故外力去除后，原子間結(jié)合力便可以使變形完全恢復(fù)。 3 P ? ? ? P ? P P ? ? ? ? P ： 載荷 ?：正應(yīng)力 ?：切應(yīng)力 單晶體受力后 ， 外力在任何晶面上都可分解為 正應(yīng)力 ?（ 垂直晶面 ） 和 切應(yīng)力 ?（ 平行晶面 ） 。 正應(yīng)力只能引起彈性變形 ,當(dāng)超過(guò)原子間結(jié)合力時(shí) ， 晶體斷裂 。 只有在切應(yīng)力的作用下金屬晶體才能產(chǎn)生塑性變形 。 外力在晶面上的分解 切應(yīng)力作用下的變形 鋅單晶的拉伸照片 塑性變形的 實(shí)質(zhì) 是：在應(yīng)力的作用下，材料內(nèi)部原子相鄰關(guān)系已經(jīng)發(fā)生改變，故外力去除后， 原子到了另一平衡位置 ，物體將留下永久變形。 塑性變形 4 滑移 是指當(dāng)應(yīng)力超過(guò)材料的彈性極限后，晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對(duì)于另一部分發(fā)生滑動(dòng)位移的現(xiàn)象。在應(yīng)力去除后，位移不能恢復(fù)，在金屬表面留下變形的痕跡 塑性變形的形式 ： 滑移和孿生 金屬常以 滑移 方式發(fā)生塑性變形 ㈠ 滑移 5 ⑴ 滑移只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)生 。 滑移變形的特點(diǎn) 6 ⑵ 滑移常沿晶體中原子密度最大的晶面和晶向發(fā)生 。因原子密度最大的晶面和晶向之間原子間距最大 ，結(jié)合力最弱 ， 產(chǎn)生滑移所需切應(yīng)力最小 。 7 沿其發(fā)生滑移的晶面叫做 滑移面； 沿其發(fā)生滑移的晶向叫做 滑移方向； 它們通常是晶體中的密排面和密排方向。 一個(gè)滑移面和其上的一個(gè)滑移方向構(gòu)成一個(gè) 滑移系。 滑移系越多 ， 金屬發(fā)生滑移的可能性越大 ， 塑性也越好 ， 其中 滑移方向 對(duì)塑性的貢獻(xiàn)比滑移面更大 。 8 FCC 6 金屬的塑性： fcc＞ bcc＞ chp 9 哪個(gè)滑移系先滑移？ 當(dāng)作用于滑移面上滑移方向的切應(yīng)力分量 ?c（分切應(yīng)力）大于等于一定的臨界值（ 臨界切應(yīng)力，決定于原子間結(jié)合力） ，才可進(jìn)行。 ??? co sco s ???AFc取向因子 最先達(dá)到 ?c的滑移系先開(kāi)始滑移 滑移時(shí) 10 ⑶ 滑移時(shí) ， 晶體兩部分的相對(duì)位移量是原子間距的整數(shù)倍 。 滑移的結(jié)果在晶體表面形成臺(tái)階 ， 稱 滑移線 ， 若干條滑移線組成一個(gè) 滑移帶 。 銅拉伸試樣表面滑移帶 11 ⑷ 滑移的同時(shí)伴隨著晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)。 轉(zhuǎn)動(dòng)的原因：晶體滑移后 使正應(yīng)力分量和切應(yīng)力分量組成了力偶 . 12 韌性斷口 13 把滑移設(shè)想為剛性整體滑動(dòng) —— 滑移面上每一個(gè)原子都同時(shí)移到另一個(gè)平衡位置 ， 外加的切應(yīng)力必須同時(shí)克服滑移面上所有原子間的結(jié)合力 。 所需理論臨界切應(yīng)力值比實(shí)際測(cè)量值大 34個(gè)數(shù)量級(jí) 。 滑移是通過(guò)滑移面上位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。 滑移的機(jī)理 14 刃位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng) 滑移過(guò)程中會(huì)生成許
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