【正文】 孿晶機(jī)械孿晶 )：機(jī)械變形產(chǎn)生的孿晶。其形成通過形核和長大兩個階段生產(chǎn)。孿生變形在 σ—ε 曲線上表現(xiàn)為鋸齒狀變化，如下圖。 hcp中易發(fā)生， fcc一般不易發(fā)生，但在極低溫度下才會產(chǎn)生。③ ③ 退火孿晶退火孿晶 ：形變金屬在其再結(jié)晶過程中形成的孿晶。 孿生和滑移的區(qū)別孿生和滑移的區(qū)別 1. 晶粒取向的影響晶粒取向的影響u 晶界晶界 具有阻滯效應(yīng)具有阻滯效應(yīng) ： 90%以上的晶界是大角度晶界，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由約幾個納米厚的原子排列紊亂的區(qū)域與原子排列較整齊的區(qū)域交替相間而成，這種晶界本身使滑移受阻而不易直接傳到相鄰晶粒，晶界附近變形較晶粒內(nèi)部小 。 (2)晶界對變形的影響 :滑移、孿生多終止于晶界 ,極少穿過。u在變形過程中各晶粒具有相互制約和協(xié)調(diào)性在變形過程中各晶粒具有相互制約和協(xié)調(diào)性 。 原因 ：（ 1）各晶粒之間變形具有非同時性。（ 3）理論分析指出，多晶體塑性變形時要求每個晶粒 至少能在 5個獨(dú)立的滑移系 進(jìn)行滑移，保證晶粒形狀的自由變化。 2. 晶界對性能的影響晶界對性能的影響 晶界 對晶粒變形具有阻礙作用 。因此，晶粒越細(xì)，晶界越多，材料強(qiáng)度（包括 σs， σb， σ1）越高，塑性較好，稱為 細(xì)晶強(qiáng)化細(xì)晶強(qiáng)化 （ grain size strenthing），其 σs與 d關(guān)系如下： σs = σ0＋＋ kd1/2 Hall－－ Petch公式公式晶粒直徑（ μm） 400 50 10 5 2下屈服點(diǎn)（ KN/m2） 86 121 180 242 34510鋼 σs與晶粒大小的關(guān)系鋅的單晶和多晶的拉伸曲線比較鋅的單晶和多晶的拉伸曲線比較由上圖鋅的拉伸曲線可以看出： 比較：同一材料 多晶體 的 強(qiáng)度高 ，但 塑性較低。 原因：多晶中各個晶粒的取向不同。當(dāng)相鄰晶粒處于不利位向，不能開動滑移系時，則變形晶粒中的 位錯不能越過晶粒晶界 ，而是塞積在晶界附，這個晶粒的變形便受到約束，整個多晶的變形困難得多。u晶粒越細(xì)，強(qiáng)度和塑韌性越高的原因：晶粒越細(xì)，強(qiáng)度和塑韌性越高的原因：（（ 1）） 晶粒越細(xì)，強(qiáng)度越高晶粒越細(xì)，強(qiáng)度越高 （ 細(xì)晶強(qiáng)化 ：霍爾－配奇公式 ?s=?0+kd1/2 ）。 （有尺寸限制）（（ 2）） 晶粒越細(xì)，塑韌性提高晶粒越細(xì)，塑韌性提高 原因：晶粒越多，變形均勻性提高由應(yīng)力集中導(dǎo)致的開裂機(jī)會減少，可承受更大的變形量，表現(xiàn)出 高塑性 。晶界對硬度的影響低碳鋼的 σb與晶粒直徑的關(guān)系多晶體塑性變形的特點(diǎn)1）各晶粒變形的非同時性和非均勻性216。與切應(yīng)力取向最佳的滑移系優(yōu)先2）各晶粒塑性變形的相互制約與協(xié)調(diào)晶粒間塑性變形的相互制約晶粒間塑性變形的相互協(xié)調(diào)晶粒內(nèi)不同滑移系滑移的相互協(xié)調(diào)保證材料整體的統(tǒng)一①②③④ 高溫下，金屬塑性變形除了決定于應(yīng)力外，還和溫度及時間有關(guān) ,即高溫時間效應(yīng)。 表征金屬塑性變形的力學(xué)性能指標(biāo)都是很敏感的性能指標(biāo)。 金屬塑性變形時還會引起應(yīng)變硬化、內(nèi)應(yīng)力及一些物理性能的變化。 (2)晶粒形狀發(fā)生了變化。 纖維組織 (fiber microstructure） 分布方向是材料流變伸展方向。 低碳鋼塑性變形后纖維組織a)30%壓縮 b) 50%壓縮 2. 亞結(jié)構(gòu) (sub—grain) 的變化 （ 1）隨變形度增大，位錯密度迅速增大。胞狀亞結(jié)構(gòu)的形成不僅與變形度有關(guān)，而且還取決于材料類型。右圖為低碳鋼形變 (胞狀 )亞結(jié)構(gòu) 3. 形變織構(gòu) (1)形變織構(gòu) (deformation texture):是晶粒在空間上的 擇優(yōu)取向 (preferred orientation)，如右上圖。 實(shí)際各晶體的加工硬化曲線因其晶代表結(jié)構(gòu)類型、取向、雜質(zhì)含量及溫度等因素的不同而有所變化。 從以上分析可知， 塑性變形過程中位錯密度的增加及其所產(chǎn)生的釘扎作用是導(dǎo)致加工硬化的決定性因素 。這類內(nèi)應(yīng)力的平衡范圍是整個晶體。 (3) 第三類內(nèi)應(yīng)力 — 點(diǎn)陣畸變 ： 由于工件在塑性變形中形成的大量點(diǎn)陣缺陷（如空位、間隙原子、位錯等），造成點(diǎn)陣畸變而引起的內(nèi)應(yīng)力 。變形金屬中儲存能的絕大部分用于形成點(diǎn)陣畸變。 受力試樣中，應(yīng)力達(dá)到某一特定值后，應(yīng)力雖不增加（或在微小范圍內(nèi)波動），而變形卻急速增長的現(xiàn)象稱為屈服。局部屈服開始后，逐漸傳播到整個試樣 。 方向的滑移帶，并逐漸傳播到整個試樣表面 。屈服應(yīng)變量 BC是靠屈服變形提供的。下屈服點(diǎn) ：載荷首次降低的最低載荷或不變載荷。 呂德斯帶 ：在發(fā)生屈服延伸階段，試樣的應(yīng)變是不均勻的，在試樣表面可觀察到與縱軸約呈45186。ders)帶。 （ 1）與金屬中微量的溶質(zhì)原子有關(guān)，即柯氏（ Cottrell）氣團(tuán)理論 溶質(zhì)原子與位錯的應(yīng)力場發(fā)生彈性交互作用，形成柯氏氣團(tuán)（ Cottrell） 釘扎位錯運(yùn)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(diǎn)；一旦脫釘，使位錯繼續(xù)運(yùn)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(diǎn)，試樣繼續(xù)伸長，應(yīng)力保持為定值或有微少的波動。 應(yīng)變速率 ε’= bρv， 位錯運(yùn)動速度 v=（ τ/τ0） m滑移面上切應(yīng)力 ? 、位錯產(chǎn)生單位滑移速度所需應(yīng)力 ?0 、應(yīng)力敏感系數(shù) m。 是否產(chǎn)生屈服點(diǎn)現(xiàn)象還與材料的 m值有關(guān)， m小的材料，如 Ge， Si， Fe等出現(xiàn)顯著的上下屈服點(diǎn)。應(yīng)變時效原因 ： 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(tuán)所致。 B.板材在深沖之前進(jìn)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(tuán)的釘扎，然后盡快進(jìn)行深沖。拉伸過程中的真實(shí)應(yīng)力 S按每一瞬時試樣的真實(shí)截面積 A計(jì)算 S=P/A 式中 P為截面面積為 A時的載荷。當(dāng) n=0時，為理想塑性材料的典型情況。 n與應(yīng)變硬化速率 dS/d ε的關(guān)系式 ： dS/d ε=nS/ ε縮頸 是韌性金屬材料在拉伸試驗(yàn)時變形集中于局部區(qū)域的特殊現(xiàn)象，是應(yīng)變硬化與截面減小共同作用的結(jié)果。頸縮判據(jù)的圖示當(dāng)真實(shí)應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線上某點(diǎn)的斜率等于該點(diǎn)的真實(shí)應(yīng)力時，縮頸產(chǎn)生。在塑性變形過程中， dS恒大于 0， AdS為正值，表示材料應(yīng)變硬化使試樣承載能力增加； dA恒小于 0， SdA為負(fù)值，表示截面收縮使承載能力下降。 形變強(qiáng)化定義： 在金屬整個變形過程中，當(dāng)外力超過屈服強(qiáng)度之后，要使塑性變形繼續(xù)下去，需要不斷增加外力才能繼續(xù)進(jìn)行，在真應(yīng)力應(yīng)變曲線上