塑性變形ppt課件(2)-wenkub
2023-05-18 22:03:25 本頁面
【正文】 的臨界分切應力（）滑移的臨界分切應力（ τk）） 能使晶體滑移的力是外力在滑移系上的分切應力?；葡档膫€數(shù) =(滑移面?zhèn)€數(shù)） （每個面上所具有的滑移方向的個數(shù)） 結(jié)論結(jié)論 :① 滑移與滑移面密排程度和滑移方向個數(shù)有關；滑移面和滑移方向往往是金屬晶體中原子排列的最密排面和最密排晶向 ?；凭€實際上是在晶體表面產(chǎn)生的小臺階?；葡到y(tǒng)越多，材料的塑性越大。第三章第三章 塑性變形塑性變形商洛學院 常亮亮 金屬材料塑性變形機制與特點金屬材料塑性變形機制與特點塑性變形塑性變形 是永久性變形 。(1) 滑移的顯微觀察 由大量位錯移動而導致晶體的一部分相對于另一部分，沿著一定晶面和晶向作相對的移動，即晶體塑性變形的滑移機制。下圖滑移線和滑移帶示意圖（（ 3）滑移系）滑移系 滑移是沿著特定的晶面 (稱為 滑移面 slip plane)和晶向 (稱為 滑移 方 向 slip direction)上運動。 ② 滑移系主要與晶體結(jié)構(gòu)有關。通常把給定滑移系上開始產(chǎn)生滑移所需分切應力稱為滑移的臨界分切應力（ critical resolved shear stress） 。 壓縮時，滑移面逐漸趨于與壓力軸線方向垂直。 經(jīng)滑移轉(zhuǎn)動后，若 φ角趨近于 45186。單滑移： 只有一個特定的滑移系處于最有利的位置而優(yōu)先開動時，形成單滑移。 滑移的表面痕跡 單滑移單滑移 ：單一方向的滑移帶； 多滑移多滑移 ：相互交叉的滑移帶； 交滑移交滑移 ：波紋狀的滑移帶。變形與未變形的兩部分晶構(gòu)成鏡面對稱 ,合稱為 孿晶（twin） 。 fcc中孿生時每層晶面的位移是借助于一個不全位錯（ b=a/6[112]）的移動造成的，各層晶面的位移量與其距孿晶面的距離成正比?？梢钥闯?，孿晶與未變形的基體間以孿晶面為對稱面成鏡面對稱關系。因此孿生的 τk比滑移大得多。 ③ 孿生的兩部分晶體的位向不同，形成鏡面對稱的位向關系。 ⑤ 由于孿生變形后，局部切變可達較大數(shù)量，所以在變形試樣的拋光面上可以看到浮凸，經(jīng)重新拋光后，表面浮凸可以去掉，但因已變形區(qū)和未變形區(qū)的晶體位向不同，所以在偏光下或侵蝕后有明顯的襯度，仍能看到孿晶。 特征：透鏡狀或片狀。孿生變形與晶體結(jié)構(gòu)類型有關。孿生對塑變的直接貢獻比滑移小得多；孿生改變晶體的位向，使硬位向的滑移系轉(zhuǎn)到軟位向，激發(fā)晶體的進一步滑移，對滑移系少的密排六方金屬尤其重要。 u晶界具有取向差效應晶界具有取向差效應 ：多晶體中，不同位向晶粒的滑移系取向不相同，滑移不能從一個晶粒直接延續(xù)到另一晶粒中。（ 2）要求各晶粒之間變形相互協(xié)調(diào)否則獨立變形會導致晶體分裂。 拉伸試樣變形后在晶界處呈 竹節(jié)狀 ，每個晶粒中的滑移帶均終止于晶界附近，晶界附近位錯塞積，塞積數(shù)目 n為： n=kлτ0l/Gb 位錯塞積，密度增高，材料強度提高。在外力作用下，某些晶粒的滑移面處于有利的位向，受到大于 σk的切應力，位錯開始滑移。 原因：晶粒越細，晶界越多，位錯運動的阻力越大。材料表面優(yōu)先216。 塑性變形是 不可逆 變形，變形度大，一般金屬的塑性遠大于彈性。 金屬的塑性變形主要由 切應力 引起，只有切應力才能使晶體產(chǎn)生 滑移或?qū)\生 變形。 金屬塑性變形階段除了塑性變形本身外還伴隨有 彈性變形和形變強化 ，其應力 — 應變關系不再是簡單的直線關系。 ⑤⑥ 塑性變形對材料組織和性能的影響塑性變形對材料組織和性能的影響 塑性變形對材料組織和性能的影響 主要表現(xiàn)在以下方面：顯微組織變化 ：晶粒形狀的變化 、亞結(jié)構(gòu)的變化、形變織構(gòu) 性能的變化 ：加工硬化、力學性能、物理性能、化學性能 * 17位錯行為繞過和切過位錯行為繞過和切過（一）顯微組織變化（一）顯微組織變化 經(jīng)塑性變形后材料的 顯微組織(microstructure)變化是： (1)出現(xiàn)大量的滑移帶和孿晶帶。 (3)當金屬中組織不均勻，如有枝晶偏析或夾雜物時，塑性變形使這些區(qū)域伸長，這在后序的熱加工或熱處理過程中會出現(xiàn) 帶狀組織 (band microstructure)。層錯能高易出現(xiàn)胞狀結(jié)構(gòu)；層錯能低，易形成較為均勻而復雜的位錯網(wǎng)。其情況如下： (1) fcc和 bcc顯示出典型的三個階段硬化； (2) hcp初始階段與 fcc相近，但 hcp第一階段遠遠超過了 fcc和 bcc； (3) 當 bcc含有雜質(zhì)原子，因雜質(zhì)原子與位錯交互作用，將產(chǎn)生屈服現(xiàn)象并使曲線發(fā)生變化。 (2) 第二類內(nèi)應力 — 微觀殘余應力： 由晶?；騺喚Яｉg變形不均勻而造成的內(nèi)應力 ，其作用范圍與晶粒尺寸相當（同一數(shù)量級），即在晶?；騺喚ЯＶg保持平衡，這種內(nèi)應力可達到很大的數(shù)值。 總的貯能中，耗散熱能占 90%，而三種內(nèi)應力代表的彈性儲存能占 10%，其中：第一類應力 (宏觀內(nèi)應力 )約占 %，第二類內(nèi)應力 (微觀內(nèi)應力 )約占 %，第三類內(nèi)應力 (點陣畸變 )占約 9%。試樣表面出現(xiàn)與拉伸軸線成 45176。上屈服點 ：試樣開始屈服時對應的應力。交角的應變痕跡，稱為呂德斯 (L252。 （ 2） 位錯運動與增殖理論 :材料塑性變形時應變速度 ε’ 與晶體中可動位錯的密度 ρ、位錯運動的平均速度 V及位錯的柏氏矢量 b成正比。應變時效 ：將低碳鋼試樣拉伸到產(chǎn)生少量預塑性變形后卸載，然后重新加載，試樣不發(fā)生屈服現(xiàn)象，但若產(chǎn)生一定量的塑性變形后卸載，在室溫停留幾天或在低溫（如 150℃ ）時效幾小時后再進行拉伸，此時屈服點現(xiàn)象重新出現(xiàn)，并且上屈服點升高，這種現(xiàn)象。 應變曲線及形變強化規(guī)律應變曲線及形變強化規(guī)律 拉伸試驗中，試樣完成屈服應變后，便進入形變強化階段 。當 n=1時，應力與應變成線性關系，為理想彈性材料的典型情況。 縮頸判據(jù)：拉伸失穩(wěn)或縮頸時： dP = 0∵ P = SA 故 dP= AdS + SdA = 0 金屬有一種阻止繼續(xù)塑性變形的抗力，這種抗力就是應變硬化性能。n=～ ，大多數(shù)金屬材料n值通常由實驗測定n值與屈服強度近似成反比： n?s≈常數(shù)如低碳鋼和低合金高強度鋼： n≈70/ ?s應變強化指數(shù) n的大小，表示材料的應變強化能力或?qū)M一步塑性變形的抗力，是一個很有意義的性能指標。形變強化技術意義216。216。 器用 》 中講述用冷鍛制造鎧甲時指出： “ 凡鍛甲之法，其始甚厚，不用火，冷鍛之，比元厚三分減二，乃成。形變強化技術意義形變強化過程中的損傷金屬材料的形變強化現(xiàn)象是與塑性變形過程相伴存在并不斷發(fā)展的，屬于提高材料強度的因素
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