機械工程材料(精品課件)04第四章-金屬的塑性變形與再結(jié)晶(已修改)
2025-08-17 08:29 本頁面
【正文】 第四章 金屬的塑性變形與再結(jié)晶 ? 塑性變形及隨后的加熱對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 . 5萬噸水壓機 第一節(jié) 純金屬的塑性變形 ? 單晶體受力后，外力在任何晶面上都可分解為正應(yīng)力 和 切應(yīng)力 。正應(yīng)力只能引起彈性變形及解理斷裂。 只有在切應(yīng)力的作用下金屬晶體才能產(chǎn)生塑性變形。 一、單晶體金屬的塑性變形 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 韌性斷口 脆性解理斷口 ? ㈠ 滑移 ? 滑移 是指晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對于另一部分發(fā)生滑動位移的現(xiàn)象。 ? 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。 ? 滑移變形的特點 ： ? ⑴ 滑移只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)生。 產(chǎn)生滑移的最小切應(yīng)力稱 臨界切應(yīng)力 . ? 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 。 ? 沿其發(fā)生滑移的晶面和晶向分別叫做 滑移面 和 滑移方向 。 通常是晶體中的密排面和密排方向 。 ? 一個滑移面和其上的一個滑移方向構(gòu)成一個 滑移系 。 體心立方晶格 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 三種典型金屬晶格的滑移系 ? 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?qū)λ苄缘呢暙I比滑移面更大。 ? 因而金屬的塑性，面心立方晶格好于體心立方晶格 , 體心立方晶格好于密排六方晶格。 ? ⑶ 滑移時，晶體兩部分的相對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階，稱 滑移線 ，若干條滑移線組成一個 滑移帶 。 銅拉伸試樣表面滑移帶 ? ⑷ 滑移的同時伴隨著晶體的轉(zhuǎn)動 ? 轉(zhuǎn)動有兩種： 滑移面向外力軸方向轉(zhuǎn)動和滑移面上滑移方向向最大切應(yīng)力方向轉(zhuǎn)動。 切應(yīng)力作用下的變形和滑移面向外力方向的轉(zhuǎn)動 ? 轉(zhuǎn)動的原因： 晶體滑移后使正應(yīng)力分量和切應(yīng)力分量組成了力偶 . ? 當滑移面、滑移方向與外力方向都呈 45176。 角時，滑移 方向上切應(yīng)力最大，因而最容易發(fā)生滑移 . ? 滑移后 , 滑移面兩側(cè)晶體的位向關(guān)系未發(fā)生變化。 A0 A1 F F A0 韌性斷口 多 腳 蟲 的 爬 行 ? 滑移的機理 ? 把滑移設(shè)想為剛性整體滑動所需的理論臨界切應(yīng)力值比實際測量臨界切應(yīng)力值大 34個數(shù)量級 。 滑移是通過滑移面上位錯的運動來實現(xiàn)的。 ? 晶體通過位錯運動產(chǎn)生滑移時，只在位錯中心的少數(shù)原子發(fā)生移動，它們移動的距離遠小于一個原子間距，因而所需臨界切應(yīng)力小，這種現(xiàn)象稱作 位錯的易動性 。 刃位錯的運動 ? ㈡ 孿生 ? 孿生 是指晶體的一部分沿一定晶面和晶向相對于另一部分所發(fā)生的切變。 ? 發(fā)生切變的部分稱 孿生帶 或 孿晶 ，沿其發(fā)生孿生的晶面稱 孿生面 。 ? 孿生的結(jié)果使孿生面兩側(cè)的晶體呈鏡面對稱。 孿晶組織 孿生示意圖 ? 與滑移相比：
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