【正文】 。其作用范圍與晶粒尺寸相當(dāng)。于是，兩種符號(hào)相反的宏觀應(yīng)力彼此平衡，共存在工件之內(nèi)。 類型及特征 ① 絲織構(gòu) （ fiber/wire texture）及特征：用 uvw表示 ② 板織構(gòu)（ rolling texture）及特征：用｛ hkl｝ uvw表示 對(duì)金屬進(jìn)行塑性變形需要做大量的功 ， 其中絕大部分都以熱量的形式散發(fā)了 ， 一般只有不到 10%被保留在金屬內(nèi)部 ， 即塑性變形的儲(chǔ)存能 ， 其大小與變形量 、 變形方式 、 溫度以及材料本身的一些性質(zhì)有關(guān)這部分儲(chǔ)存能在材料中以殘余應(yīng)力的方式表現(xiàn)出來 ， 殘余應(yīng)力是材料內(nèi)部各部分之間不均勻變形引起的 ， 是一種內(nèi)應(yīng)力 ， 對(duì)材料整體而言處于平衡狀態(tài) 。此外，由于原子活動(dòng)能力增大，還會(huì)使擴(kuò)散加速，抗腐蝕性減弱。 （ 2）其他性能的變化 經(jīng)塑性變形后的金屬，由于點(diǎn)陣畸變、位錯(cuò)與空位等晶體缺陷的增加，其物理性能和化學(xué)性能也會(huì)發(fā)生一定的變化。 加工硬化理論： 金屬流變應(yīng)力 σb與 ρ之間的關(guān)系為： σb=αGbρ189。 其情況如下圖所示： (1) fcc和 bcc顯示出典型的三個(gè)階段硬化； (2) hcp初始階段與 fcc相近 ， 但 hcp第一階段遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了 fcc和 bcc； (3) 當(dāng) bcc含有雜質(zhì)原子 ， 因雜質(zhì)原子與位錯(cuò)交互作用 ， 將產(chǎn)生屈服現(xiàn)象并使曲線發(fā)生變化 。 第 III階段，拋物線型硬化階段，已產(chǎn)生的滑移障礙將逐漸被克服，并通過交滑移的方式繼續(xù)進(jìn)行變形。根據(jù)曲線的變化，單晶體的塑性變形可劃分為三個(gè)階段描述： 第 I階段，易滑移階段，硬化效應(yīng)也較小，在 104G左右。 金屬的加工硬化特性可以從其應(yīng)力－應(yīng)變曲線上反映出來。 3性能的變化 （ 1）加工硬化 下圖是工業(yè)純銅經(jīng)不同程度冷變形后的性能變化情況。這是由于對(duì)層錯(cuò)能高的金屬而言，在變形過程中，位錯(cuò)不易分解，在遇到阻礙時(shí)，可以通過交滑移繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，直到與其它位錯(cuò)相遇纏結(jié)，從而形成位錯(cuò)聚集區(qū)域（胞壁）和少位錯(cuò)區(qū)域（胞內(nèi)）。 ? 通過透射電子顯微鏡對(duì)薄膜樣品的觀察可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)塑性變形后，多數(shù)金屬晶體中的位錯(cuò)分布不均勻，當(dāng)形變量較小時(shí)，形成位錯(cuò)纏結(jié)結(jié)構(gòu)；當(dāng)變形量繼續(xù)增加時(shí)，大量位錯(cuò)發(fā)生聚集，形成胞狀亞結(jié)構(gòu)，胞壁由位錯(cuò)構(gòu)成，胞內(nèi)位錯(cuò)密度較低，相鄰胞間存在微小取向差；隨著形變量的增加，這種胞的尺寸減小，數(shù)量增加；如果變形量非常大時(shí)，如強(qiáng)烈冷變形或拉絲，則會(huì)構(gòu)成大量排列緊密的細(xì)長(zhǎng)條狀形變胞，如圖所示。 （ 3）當(dāng)金屬中組織不均勻，如有枝晶偏析或夾雜物時(shí)，塑性變形使這些區(qū)域伸長(zhǎng)，這在后序的熱加工或熱處理過程中會(huì)出現(xiàn)帶狀組織（ band microstructure）。 隨變形度增大 ，等軸狀晶粒 — → 扁平晶粒 — → 纖維組織 （ fiber microstructure） 。 塑性變形對(duì)材料組織和性能的影響 塑性變形對(duì)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：包括晶粒形狀的變化 、亞結(jié)構(gòu)的變化、形變織構(gòu) ?性能的變化 ：包括加工硬化、力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能 經(jīng)塑性變形后材料的顯微組織變化： 1. 晶粒形狀的變化 （ 1） 出現(xiàn)了大量的滑移帶和孿晶帶 。 6 若擴(kuò)展位錯(cuò)通過后 ， 其寬度發(fā)生變化 ，引起能量升高 。 4 粒子周圍產(chǎn)生彈性應(yīng)力場(chǎng)與位錯(cuò)發(fā)生交互作用 ， 阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) 。 2 當(dāng)粒子為有序結(jié)構(gòu)時(shí) ， 位錯(cuò)切過粒子會(huì)產(chǎn)生反相疇界 ， 使能量升高 。 RGb2???? Gb?(2) 可變形微粒的強(qiáng)化作用 當(dāng)?shù)诙囝w粒為可變形顆粒時(shí) ， 位錯(cuò)將切過顆粒 ， 如圖所示 。 例如：燒結(jié)鋁利用粉末冶金方法再加上冷擠壓加工得到在 Al基體上分布著 Al2O3粒子的合金。 因此， τ∝ 1/λ ，粒子越多 , λ 越小， τ大 .強(qiáng)化效果愈明顯。第二相粒子通常分為兩類： （ 1）不可變形粒子 （ 2）可變形粒子 （ 1）不可變形粒子的強(qiáng)化作用 ?當(dāng)運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)與顆粒相遇時(shí) ， 由于顆粒的阻擋 ， 使位錯(cuò)線繞著顆粒發(fā)生彎曲；隨著外加應(yīng)力的增加 ，彎曲加劇 ， 最終圍繞顆粒的位錯(cuò)相遇 ， 并在相遇點(diǎn)抵消 ， 在顆粒周圍留下一個(gè)位錯(cuò)環(huán) ， 而位錯(cuò)線將繼續(xù)前進(jìn) ， 很明顯 ， 這個(gè)過程需要額外做功 ，同時(shí)位錯(cuò)環(huán)將對(duì)后續(xù)位錯(cuò)產(chǎn)生進(jìn)一步的阻礙作用 ，這些都將導(dǎo)致材料強(qiáng)度的上升 。 如：粒狀 P中 Fe3C呈顆粒分布 ， 鋼具有良好的綜合力學(xué)性能 。 如鋼中的片狀 P由片狀 α 和片狀 Fe3C相間組成 。 如過共析鋼中二次 Fe3C呈網(wǎng)狀分布于鐵素體晶界上 。 (1) 若硬脆相呈連續(xù)分布在塑性相 (基體 )晶界上 ，則經(jīng)少量變形后會(huì)發(fā)生沿晶脆斷 。 而實(shí)際上當(dāng)兩相合金塑性變形時(shí) ， 滑移首先發(fā)生在較弱的相中；如果較強(qiáng)相很少時(shí) ， 則變形基本都發(fā)生在較弱相中；只有當(dāng)較強(qiáng)相比例較大 （ 30%）時(shí) ， 較弱相不能連續(xù) ， 此時(shí)兩相才會(huì)以接近的應(yīng)變發(fā)生變形；當(dāng)較強(qiáng)相含量很高 （ 70%） 時(shí) ， 則成為基體 ， 此時(shí)合金變形的主要特征將由它來決定 。 根據(jù)第二相粒子的尺寸大小可將合金分為： (1) 聚合型兩相合金 (兩相尺寸 、 性能相近 ) (2)彌散分布型兩相合金 (兩相尺寸 、 性能相差很大 ) ? 該類合金具有較好的塑性 ,合金的變形能力取決與兩相的體積分?jǐn)?shù) 。 ? 第二相的引入一般是通過加入合金元素并經(jīng)過隨后的加工或熱處理等工藝過程獲得。 二 . 多相合金的塑性變形 ? 目前工程上使用的金屬結(jié)構(gòu)材料主要是兩相或多相合金。但是如果經(jīng)少量預(yù)變形后，將試樣放置一段時(shí)間或者稍微加熱后，再進(jìn)行拉伸就又可以觀察到屈服現(xiàn)象，不過此時(shí)的屈服強(qiáng)度會(huì)有所提高，如圖所示，這就是應(yīng)變時(shí)效現(xiàn)象。與材料有關(guān)，稱為應(yīng)力敏感指數(shù)； vbm?? ??mv ?? )(0??? ?在拉伸時(shí)，拉伸夾頭的速度接近定值，表明材料的應(yīng)變速率也接近恒定，而剛開始時(shí)晶體中的位錯(cuò)密度較低，或雖有大量位錯(cuò)，但都被釘扎住，此時(shí)位錯(cuò)的平均運(yùn)動(dòng)速度必須較高，才能保證晶體的變形，而位錯(cuò)變形速度的增加將意味著所需的外力也將增加，這就是上屈服點(diǎn)產(chǎn)生的原因；當(dāng)塑性變形開始后，位錯(cuò)大量增殖，位錯(cuò)密度迅速增加，此時(shí)必將導(dǎo)致位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)速度的下降，也就意味著所需外力下降，這就是下屈服點(diǎn)產(chǎn)生的原因。 ? 但是近些年來的研究發(fā)現(xiàn)，一些無位錯(cuò)晶體、離子晶體或者一些共價(jià)晶體，如銅晶須、 LiF、硅等中都發(fā)現(xiàn)了屈服現(xiàn)象，這就不能采用上述理論來進(jìn)行解釋了，說明產(chǎn)生屈服現(xiàn)象的原因不僅僅是上述理論。 柯氏氣團(tuán)理論： 一般認(rèn)為 ， 在固溶體中 ， 溶質(zhì)或雜質(zhì)原子在晶體中造成點(diǎn)陣畸變 ， 溶質(zhì)原子的應(yīng)力場(chǎng)和位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)會(huì)發(fā)生交互作用 ， 作用的結(jié)果是溶質(zhì)原子將聚集在位錯(cuò)線附近 ， 形成溶質(zhì)原子氣團(tuán) ， 即所謂的柯垂?fàn)枺?Cottrell） 氣團(tuán) 。拉伸曲線上的波動(dòng)表示形成新呂德斯帶的過程。 的應(yīng)變痕跡