材料的變形和在結(jié)晶-文庫(kù)吧資料
2025-05-05 12:03本頁(yè)面
【正文】 生晶粒沿晶界的相對(duì)滑動(dòng)； 2）還可能產(chǎn)生 “ 擴(kuò)散蠕變 ” ，主要是與空位擴(kuò)散有關(guān)，造成空位濃度梯度，導(dǎo)致晶界定向移動(dòng)。 細(xì)晶粒材料中，應(yīng)力集中小，裂紋不易萌生；晶界多，裂紋不易傳播，在斷裂過(guò)程中可吸收較多能量 ,表現(xiàn) 高韌性 。 原因：晶粒越細(xì)，晶界越多，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力越大。 5．塑性變形時(shí)，導(dǎo)致一些物理、化學(xué)性能的變化。 4．多晶體的變形抗力比單晶體大，變形更不均勻。 2．各晶粒變形的相互協(xié)調(diào)性，需要五個(gè)以上的獨(dú)立滑移系同時(shí)動(dòng)作。 43 第三節(jié) 多晶體的塑性變形 總之 ， 由于晶界上點(diǎn)陣畸變嚴(yán)重和晶界兩側(cè)的晶粒取向不一樣 ， 所以在一側(cè)晶粒中滑移的位錯(cuò)不能直接進(jìn)入第二晶粒 ， 要使第二晶粒產(chǎn)生變形 ， 必須增大外加應(yīng)力以啟動(dòng)第二晶粒中的位錯(cuò)源動(dòng)作 ， 才能產(chǎn)生宏觀的塑性變形 。 fcc和 bcc金屬能滿足五個(gè)以上獨(dú)立滑移系的條件，塑性通常較好；而 hcp金屬獨(dú)立滑移系少，塑性通常不好。 40 第三節(jié) 多晶體的塑性變形 41 1 晶粒取向的影響 1）由于晶粒間的取向不同，各晶體受的應(yīng)力不一樣，不能同時(shí)都變形； 2）由于晶粒間的取向差不同，變形從某個(gè)晶粒開始以后，不可能從一個(gè)晶粒直接延續(xù)到另一個(gè)晶粒之中，但多晶體作為一個(gè)連續(xù)的整體，每個(gè)晶粒處于其它晶粒的包圍之中，不允許各個(gè)晶粒在任一滑移系中自由變形，否則必將造成晶界開裂，為使每一晶粒與鄰近晶粒產(chǎn)生協(xié)調(diào)變形，每個(gè)晶粒不只是在取向最有利的單滑移系上進(jìn)行，必須在幾個(gè)滑移系上其中還包括非有利的滑移系上進(jìn)行。 晶體部位發(fā)生局部彎曲。 有限 ， 總變形量小 。 小于孿生方向上的原子間距 ， 較小 。 不 同 點(diǎn) 晶體位向 不改變。 ? 孿晶面：發(fā)生均勻切變的那組晶面 ? 孿生方向：孿晶面的移動(dòng)方向。 A E C G H B 37 幾個(gè)概念： ? 孿生：上述變形的過(guò)程。 可知， 1） 均勻切變發(fā)生在中部，由 AB到 GH中的每個(gè)（ 111）面都相對(duì)于其臨近面沿 [112]方向移動(dòng)了大小為 a[112]/6的距離。 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力： 1）點(diǎn)陣阻力（派 — 納力）： 2）位錯(cuò)與位錯(cuò)的交互作用產(chǎn)生的阻力； 3）位錯(cuò)的交割作用生產(chǎn)的阻力； 4）位錯(cuò)與其它晶體缺陷的作用產(chǎn)生的阻力 （如晶界、第二相顆粒等、點(diǎn)缺陷等）； 35 第二節(jié) 單晶體的塑性變形 二 孿生 孿生：在切應(yīng)力作用下 ， 晶體的一部分相對(duì)于另一部分沿一定的晶面和晶向發(fā)生均勻切變并形成晶體取向的鏡面對(duì)稱關(guān)系 。 2） d值大，位錯(cuò)強(qiáng)度小，阻力也小，一般沿面密度大的方向進(jìn)行； 3） b值小，位錯(cuò)移動(dòng)距離小，阻力也小。 位錯(cuò)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要克服點(diǎn)陣阻力 （ 派 — 納力 ） ，其模型為： ]2e x p [1 2])1( 2e x p [1 2 bWGbdGNP ?????? ????????d:面間距； b：滑移方向的原子間距； γ：泊松比； W：位錯(cuò)的寬度。 2） 機(jī)制 螺位錯(cuò)的交滑移：螺位錯(cuò)從一個(gè)滑移面轉(zhuǎn)移到與之相交的另一滑移面的過(guò)程； 32 (4) 滑移的表面痕跡 單滑移：?jiǎn)我环较虻幕茙В? 多滑移：相互交叉的滑移帶； 交滑移：波紋狀的滑移帶 。 由于變形時(shí)晶體轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)果 ， 有兩組或幾組滑移面同時(shí)轉(zhuǎn)到有利位向 ， 使滑移可能在兩組或更多的滑移面上同時(shí)或交替地進(jìn)行 ， 形成 “ 雙滑移 ” 或 “ 多滑移 ” 。 30 第二節(jié) 單晶體的塑性變形 5 多系滑移 （ 1） 滑移的分類 單滑移： 只有一個(gè)特定的滑移系處于最有利的位置而優(yōu)先開動(dòng)時(shí) ， 形成單滑移 。使滑移變得容易進(jìn)行。 幾何軟化： 經(jīng)滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)后，一些原來(lái)角度遠(yuǎn)離 45186。的位向，經(jīng)滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)后，就會(huì)轉(zhuǎn)到此夾角越來(lái)越遠(yuǎn)離45186。 ∴ 拉伸時(shí)，在產(chǎn)生滑移的過(guò)程中，晶體的位向在不斷改變，不僅滑移面在轉(zhuǎn)動(dòng)，而且滑移方向也改變位向。 B 分切應(yīng)力 當(dāng)外力分解到滑移面上的最大分切應(yīng)力與滑移方向不一致時(shí)，又可分解為平行于滑移方向和垂直于滑移方向的兩個(gè)分力。39。 τ2 τ139。39。 26 第二節(jié) 單晶體的塑性變形 4 滑移時(shí)晶體的轉(zhuǎn)動(dòng) （ 1） 位向和晶面的變化 拉伸時(shí) ,滑移面和滑移方向趨于平行于力軸方向 。角，處于易滑移的位向，具有較小的 σs值，稱為“軟取向”。很遠(yuǎn)，需要較大的 σs值才能滑移，稱為硬取向。時(shí) , σ S =∞, 晶體不能沿該滑移面產(chǎn)生滑移。 φ=90 186。 單晶體的屈服強(qiáng)度隨取向因子而改變 φ=45 186。cosλ=。 22 例題 : 在面心立方晶胞 [001]方向上施加一 69MPa的應(yīng)力 ,試求滑移系 (111)[101]上的分切應(yīng)力 . [111] (111) υ σ [001] [101] [001] a2a [110] [111] υ a3???? c o sc o s? = 解 :此題主要是確定該滑移系對(duì)拉力軸的相對(duì)取向，見(jiàn)圖。時(shí)（ 也為 45186。 對(duì)于任一給定的 υ值，取向因子的最大值出現(xiàn)在 λ=90186。 ?c＝ ?scos?cos? ????? c osc osc os AF?? （施密特定律） 21 ????? c osc osc os AF?? ?? c o sc o s 稱為取向因子，或稱施密特因子（ Schmid）； F/A為拉伸時(shí)橫截面上的正應(yīng)力，在臨界切應(yīng)力剛開始滑移時(shí)為起始屈服強(qiáng)度 σ s。 通常把給定滑移系上開始產(chǎn)生滑移所需分切應(yīng)力稱為臨界分切應(yīng)力 。 滑移系的個(gè)數(shù) :(滑移面?zhèn)€數(shù) ） （ 每個(gè)面上所具有的滑移方向的個(gè)數(shù) ） 對(duì)于 FCC晶體 ：滑移面為 {111}4,滑移方向?yàn)?1103=12 對(duì)于 BCC 晶體 :不 具有 突出 的密集 晶 面 ， 滑 移 系可能 有 {110}61112+{112}12 1111+ {123}24 1111=48 密排六方晶體： （ 0001） 1[1120]3=3 19 （ 3)滑移系數(shù)目與材料塑性
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