金屬的塑性變形與再結晶(1)(已修改)
2025-08-23 16:19 本頁面
【正文】 第四章 金屬的塑性變形與再結晶 ? 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 ,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力 和 切應力 。正應力只能引起彈性變形及解理斷裂。 只有在切應力的作用下金屬晶體才能產生塑性變形。 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 滑移只能在切應力的作用下發(fā)生。 產生滑移的最小切應力稱 臨界切應力 . ? 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 ，結合力最弱 ， 產生滑移所需切應力最小 。 ? 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，其中滑移方向對塑性的貢獻比滑移面更大。 ? 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倍 . ? 滑移的結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動 ? 轉動有兩種： 滑移面向外力軸方向轉動和滑移面上滑移方向向最大切應力方向轉動。 切應力作用下的變形和滑移面向外力方向的轉動 ? 轉動的原因： 晶體滑移后使正應力分量和切應力分量組成了力偶 . ? 當滑移面、滑移方向與外力方向都呈 45176。 角時，滑移 方向上切應力最大，因而最容易發(fā)生滑移 . ? 滑移后 , 滑移面兩側晶體的位向關系未發(fā)生變化。 A0 A1 F F A0 韌性斷口 多 腳 蟲 的 爬 行 ? 滑移的機理 ? 把滑移設想為剛性整體滑動所需的理論臨界切應力值比實際測量臨界切應力值大 34個數量級 。 滑移是通過滑移面上位錯的運動來實現的。 ? 晶體通過位錯運動產生滑移時，只在位錯中心的少數原子發(fā)生移動，它們移動的距離遠小于一個原子間距，因而所需臨界切應力小，這種現象稱作 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 。 ? 孿生的結果使孿生面兩側的晶體呈鏡面對稱。 孿晶組織 孿生示意圖 ?
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