材料的變形和在結(jié)晶-資料下載頁
2025-04-29 12:03本頁面
【正文】 （ 1）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 。 60 位錯繞過機制 : τ=Gb/λ λ為顆粒間距 只有當(dāng)外力大于 Gb/λ 時，位錯線才能繞過粒子。 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?。┗蛱岣吡Ｗ拥捏w積分數(shù)，都使合金的強度提高。 61 62 （ 2）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 。 圖 位錯切割粒子機制 63 64 可變形微粒的強化作用 —— 切割機制 (自學(xué) ) 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，主要有以下幾方面的作用： A．位錯切過粒子后產(chǎn)生新的界面，提高了界面能。 B． 若共格的粒子是一種有序結(jié)構(gòu)，位錯切過之后，沿滑移面產(chǎn)生反相疇，使位錯切過粒子時需要附加應(yīng)力。 C．由于粒子的點陣常數(shù)與基體不一樣，粒子周圍產(chǎn)生共格畸變，存在彈性應(yīng)變場，阻礙位錯運動。 D．由于粒子的層錯能與基體的不同，擴展位錯切過粒子時，其寬度會產(chǎn)生變化，引起能量升高，從而強化。 E． 由于基體和粒子中滑移面的取向不一致，螺型位錯線切過粒子時必然產(chǎn)生一割階，而割階會妨礙整個位錯線的移動。 在實際合金中，起主要作用的往往是 1~2種。 增大粒子尺寸或增加體積分數(shù)有利于提高強度 。 65 第五節(jié) 塑性變形對材料組織和性能的影響 一 對組織結(jié)構(gòu)的影響 顯微組織的變化： 除了晶粒內(nèi)部出現(xiàn)滑移帶或?qū)\晶帶外 ， 隨變形程度增加 ， 晶粒沿變形方向拉長 ， 變形量大時 ， 晶界模糊不清 ， 晶粒難以分辨 ， 稱為 纖維組織 。 66 67 68 69 亞結(jié)構(gòu)的變化： 胞狀組織的形成與下列因素有關(guān)： 變形量增加，位錯增殖，位錯交互作用且分布不均勻，形成位錯纏結(jié)，進一步增加變形量，大量位錯聚集，由纏結(jié)的位錯組成胞狀亞結(jié)構(gòu)。高密度位錯纏結(jié)在胞壁，而胞內(nèi)位錯密度較低。此時，變形的晶粒主要由這種胞狀組織組成。 材料類型 層錯能高的金屬（如 Al、 Fe）等，當(dāng)變形程度較高時，出現(xiàn)明顯的胞狀組織；低層錯能金屬（不銹鋼，黃銅），不易形成位錯纏結(jié)，冷變形后的胞狀組織不明顯。 70 71 性能的變化： a)加工硬化： 定義：金屬經(jīng)冷加工變形后，其強度、硬度增加、塑性降低。 加工硬化是材料強化手段之一，特別是不能通過熱處理強化的材料，如純金屬、奧氏體不銹鋼等。 72 單晶體曲線明顯可分為三個階段： I． 易滑移階段：發(fā)生單滑 移，位錯移動和增殖所遇到的阻力很小， θI 很低，約為 104G數(shù)量級。 II．線性硬化階段：發(fā)生多系滑移，位錯運動困難，θII 遠大于 θI 約為 G/100— G/300 ，并接近于一常數(shù)。 III．拋物線硬化階段：與位錯的多滑移過程有關(guān)，θIII 隨應(yīng)變增加而降低，應(yīng)力應(yīng)變曲線變?yōu)閽佄锞€。 73 影響單晶體加工硬化曲線的因素 晶體結(jié)構(gòu)類型 雜質(zhì)含量 晶體位向 試驗溫度 74 多晶體的加工硬化 — 應(yīng)變曲線不出現(xiàn)第一階段，且加工硬化率明顯高于單晶體。 75 鋁的應(yīng)力應(yīng)變曲線與晶粒大小的關(guān)系 76 ，溶質(zhì)原子的加入，在大多數(shù)情況下增大加工硬化率。 AlMg合金中Mg含量對加工硬化的影響 %Mg %Mg %Mg %Mg 50 %Mg 77 加工硬化的實際意義 1）使金屬基體具有一定的抗偶然過載的能力。 2）加工硬化和塑性變形適當(dāng)配合可使金屬進行均勻塑性變形。 3） 是強化金屬的重要手段之一。 例 188不銹鋼， 變形前 = 196MPa ， σb= 588MPa， 40%軋制后 =784980MPa， σ b =1174MPa 4)可降低塑性，改善材料，如低碳鋼的切削加工性能。 78 其它性能的變化 導(dǎo)電率、導(dǎo)磁率下降，比重、熱導(dǎo)率下降； 結(jié)構(gòu)缺陷增多，擴散加快； 化學(xué)活性提高，腐蝕加快。 79 第五節(jié) 塑性變形對材料組織和性能的影響 5 形變織構(gòu) （ 1） 形變織構(gòu)：多晶體材料由塑性變形導(dǎo)致的各晶粒呈擇優(yōu)取向的組織 。 （ 2） 類型 絲織構(gòu) ：某一晶向趨于與拔絲方向平行 。 （ 拉拔時形成 ） 板織構(gòu) ：某晶面趨于平行于軋制面 ， 某晶向趨于平行于主變形方向 。 （ 軋制時形成 ） 80 第五節(jié) 塑性變形對材料組織和性能的影響 （ 3） 對性能的影響 弊：各向異性 ， 出現(xiàn)制耳現(xiàn)象 。 如深沖板材變形控制 。 利 :物理性能 :硅鋼片在 （ 100） 方向上最容易磁化 ，通過適當(dāng)軋制工藝 ， 可以獲得在 {100}[100]織構(gòu) ， 可減少鐵損 。 81 第五節(jié) 塑性變形對材料組織和性能的影響 殘余應(yīng)力 （ 約占變形功的 10％ ） 第一類殘余應(yīng)力（ ?Ⅰ ）：宏觀內(nèi)應(yīng)力，由整個物 體宏觀變形不均勻引起。 1 分類 第二類殘余應(yīng)力 （ ?Ⅱ ） ：微觀內(nèi)應(yīng)力 ， 由晶?；騺? 晶粒變形不均勻引起 。 第三類殘余應(yīng)力 （ ?Ⅲ ） ：又稱點陣畸變 ， 由位錯 、 空位等引起 。 8090%。 ?Ⅰ 82 第五節(jié) 塑性變形對材料組織和性能的影響 三 殘余應(yīng)力 （ 約占變形功的 10％ ） 利：預(yù)應(yīng)力處理 ， 如汽車板簧的生產(chǎn) 。 2 利弊 弊：引起變形 、 開裂 ,如黃銅彈殼的腐蝕開裂 。 3 消除：去應(yīng)力退火 。
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