【文章內(nèi)容簡介】 柏氏矢量互相平行 ， AB， xy兩根相互垂直的刃型位錯線 b1// b2，交截后各自產(chǎn)生一小段 PP′ 和 ′ 的折線，它們均位于原來兩個滑移面上，同屬螺型性質(zhì)，為 “ 扭折 ” 。在運動過程中，這種折線在線張力的作用下可能被拉長而消失。 45 柏氏矢量互相垂直， b1⊥ b 2，當(dāng) xy位錯線與不動的 AB位錯交截后， AB產(chǎn)生一個長度與 b1相等的刃型割階 PP′ 。 46 兩個螺位錯： l1與 l2交截后 ， 兩根螺位錯各自產(chǎn)生一小段的刃型割階 。 l1上割階 PP′ ， 長度為 b2， 此割階只能在 PP ′ 與 b1組成的平面內(nèi)沿 b1所指方向滑移 ， 與 l1滑移方向不一致 ， 不能與 l1一道運動 ， 只能通過攀移 。 但攀移在室溫下是困難的 ， 故它是l1運動的障礙 、 阻力 。 47 “扭折 ” 可以是刃型 、 亦可是螺型 ， 可隨位錯線一道運動 ， 幾乎不產(chǎn)生位錯阻力 ， 且它可因位錯線張力而消失 。 “ 割階 ” 都是刃型位錯 ， 有滑移割階和攀移割階 ，割階不會因位錯線張力而消失 。 48 二、位錯反應(yīng) 兩個滑移面上的位錯，一定條件下反應(yīng)，形成一個不可動的位錯。 LomerCottrell位錯 Fcc中， C C2分別代表處于 {111}面平行于BC的位錯線， DC+CA→DA ]110[21 aCAb ??? ]011[22 aDCb ??? ]110[2]110[2]011[2 aaa ?? b3⊥C 3，故 C3為純?nèi)行臀诲e，但 b3與C3構(gòu)成平面為（ 001），故 C3為一固定位錯。 49 ]211[6]112[6]110[2 aaa ?? ]211[6]112[6]011[2 aaa ?? ]1 1 0[6]112[6]211[6 aaa ?? Cottrell指出，層錯能不變時，兩個全位錯各自分解為擴展位錯 當(dāng)每個位錯中的一個不全位錯達到交截線 BC時 ， 合并且位于 BC上 。 新位錯方向為 [110]，滑移面為 （ 001） ，該位錯線不可滑動，牽制了三個不全位錯和兩片層錯，這樣形成于兩個 {111}面之間的面角上，由三個不全位錯和兩片層錯所構(gòu)成的組態(tài)，為 “ LomerCottrell位錯 ” （面角位錯） ，其中 [110]位錯又叫 “ 壓桿位錯 ” 。它對 fcc金屬加工硬化起重要作用。 50 三、位錯增殖 位錯的萌生 ?液體金屬凝固時的內(nèi)應(yīng)力使枝晶發(fā)生偏轉(zhuǎn)或彎曲，點陣錯排形成位錯。 ?過飽和空位轉(zhuǎn)化成位錯 ?界面和微裂紋附近局部應(yīng)力集中形成位錯 ??? a G b?? 051 位錯增殖 FR源（弗蘭克 瑞德源）機制 AB位錯線段兩端固定，在外加切應(yīng)力作用下變彎并向外擴張，當(dāng)兩端彎出來的線段相互靠近時，由于兩者分屬左、右螺型，抵消并形成一閉合位錯環(huán)和環(huán)內(nèi)一小段彎曲位錯線，然后繼續(xù)。 ττmax，位錯才能不斷向外擴張，源源不斷產(chǎn)生位錯環(huán)，起到增殖作用。 RGb2?? LGbLGb ????212m a x? 52 合金變形強化 一、單相合金 53 ?置換式固溶：原子尺寸差別增大，溶解度減小，點陣畸變度增大，應(yīng)力場增強，位錯運動阻力增大，強化效果增強。 ?間隙式固溶：間隙固溶形成強烈的點陣畸變，效果明顯。 如：碳原子溶入 F中，形成不對稱畸變，形成體心正方結(jié)構(gòu)，含碳量增大，正方度（ c/a）增大，強化效果增強。 固溶強化：合金溶質(zhì)原子溶入基體金屬形成固溶體后，變形時抗力提高，即臨界切應(yīng)力大于純金屬的現(xiàn)象。 54 二、屈服現(xiàn)象（主要表現(xiàn)在低碳鋼中） 上下 屈服點 呂德斯帶： 應(yīng)變不均勻造成的 工件表面不平整 屈服與柯氏氣團 ： C、 N等溶質(zhì)原子與位錯的應(yīng)力場發(fā)生彈性交互作用 ， 形成氣團釘扎位錯運動 ， 必須在更大的應(yīng)力作用下才能產(chǎn)生新的位錯或使位錯脫釘 ， 表現(xiàn)為上屈服點；一旦脫釘 ， 使位錯繼續(xù)運動的應(yīng)力就不需開始時那么大 ， 故應(yīng)力值下降到下屈服點 ，試樣繼續(xù)伸長 ， 應(yīng)力保持為定值或有微少的波動 。 55 屈服與位錯增殖： 材料的應(yīng)變速率： bvm ???? ?39。開始變形時 ， 位錯密度 ρ m低 ， 欲使應(yīng)變速率固定 ， 需要較大的 v值 ， 故需要較高的應(yīng)力 τ ， 表現(xiàn)為上屈服點；塑性變形開始后 ， 位錯迅速增殖 ， ρ m 增加 ， 必然導(dǎo)致 v的突然下降 ， 所以所需的應(yīng)力 τ 突然下降 ， 產(chǎn)生了下屈服點 。 是否產(chǎn)生屈服點現(xiàn)象還與材料的 m’值有關(guān) ， m’小的材料 ， 如Ge， Si， LiF， Fe等出現(xiàn)顯著的上下屈服點 。 ε ’ ：應(yīng)變速率，可通過試驗機人為控制成固定不變的速度 39。)(0mv ???位錯運動速度： τ 0 ：位錯作單位速度運動時所需的應(yīng)力 τ ：外加有效應(yīng)力 m’：應(yīng)力敏感指數(shù) ， 56 應(yīng)變時效 ： 將低碳鋼試樣拉伸到產(chǎn)生少量預(yù)塑性變形后卸載，立刻重新加載，試樣不發(fā)生屈服現(xiàn)象，但若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)象即應(yīng)變時效。 ?室溫長期停留或低溫時效期間，溶質(zhì)原子 C、 N又聚集到位錯線周圍重新形成氣團所致。 解決由于呂德斯帶造成的工件表面不平整的措施 : 加入少量新的溶質(zhì)原子，形成穩(wěn)定化合物的元素。 板材在深沖之前進行比屈服伸長范圍稍大的預(yù)變形（約 %2%變形度），使位錯掙脫氣團的釘扎，然后盡快進行深沖。 57 三、第二相對合金的塑性變形的影響 按第二相尺寸分類： ?聚合型：第二相粒子尺寸與基體晶粒尺寸屬同一數(shù)量級 ?彌散分布型：第二相粒子十分細小，并且彌散地分布在基體晶粒內(nèi) 主要變形方式仍然是滑移與孿生 58 聚合型兩相合金的塑性變形 ?兩個相都具有塑性相： ?等應(yīng)變理論： ?等應(yīng)力理論： ?兩相中一個是塑性相，而另一個是硬脆相時，則合金的機械性能主要取決于硬脆相的存在情況。 ?第二相粗大：變形只在基體中，第二相易破碎或周圍產(chǎn)生裂紋，合金強度塑性不好。 ?第二相連續(xù)分布在晶界上：合金很脆。 高碳鋼中：共析鋼（ %C） =780MN/m2 過共析鋼（ %C） =700MN/m2 及銅中的少量 Bi，鎳合金中的 S，形成的第二相均為薄膜狀在晶界，可在銅中加入稀土，鎳中加入微量 Mg改善。 bbaa ff ??? ??bbaa ff ??? ??59 彌散分布型兩相合金的塑性變形 第二相以細小彌散的微粒均勻分布在基體相中時，將產(chǎn)生顯著的強化作用，通常將微粒分成不可變形的和可變形的兩類。 ?不可變形微粒的強化作用 ——奧羅萬機制（位錯繞過機制） 適用于第二相粒子較硬并與基體界面為非共格的情形。 減小粒子尺寸（在同樣的體積分數(shù)時，粒子越小則粒子間距也越小）或提高粒子的體積分數(shù)，都使合金的強度提高。 ??Gb?60 61 ?可變形微粒的強化作用 ——切割機制 適用于第二相粒子較軟并與基體共格的情形 強化作用主要決定于粒子本身的性質(zhì)以及其與基體的聯(lián)系 ?位錯切過粒子后產(chǎn)生新的界面，提高了界面能