材料的變形與再結(jié)晶-在線瀏覽
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【正文】 滑移塊 滑移帶（一組小臺階） 滑移的特點 ： 1) 滑移后 ， 晶體的點陣類型不變；2) 晶體內(nèi)部各部分位向不變； 3) 滑移量是滑移方向上原子間距的整數(shù)倍； 4) 滑移后 ， 在晶體表面出現(xiàn)一系列臺階 ， 見圖 。 (110) (111) BCC {110} 6 111 2 滑移系數(shù)＝ 6 2＝ 12 FCC {111} 4 110 3 滑移系數(shù)＝ 4 3＝ 12 2022/9/7 15 判斷下列晶面及晶向是否構(gòu)成滑移系？并說明原因。 FCC中 (111)[110]、 。 BCC與 FCC的滑移系數(shù)相同，但滑移方向?qū)λ苄宰冃蔚淖饔帽然泼娲?，所?FCC的塑性比 BCC的塑性好。 可知，構(gòu)成滑移系必須滿足兩條： 1)必須是密排面和密排方向； 2)向一定在面上。 能引起滑移的最小分切應(yīng)力 稱為 臨界分切應(yīng)力 ， 用 τk表示。 2022/9/7 19 見 圖 鎂單晶拉伸時屈服應(yīng)力與晶體取向的關(guān)系。 ）或垂直（ λ＝ 90176。 時，取向因子最大， σS最小，容易產(chǎn)生滑移，此時的位向稱為 軟位向 。所以， 滑移可在不同的滑移系上交替進行，其結(jié)果造成晶體的均勻變形。 拉伸時，晶體轉(zhuǎn)動力求使滑移系轉(zhuǎn)到與力軸平行的方向； 壓縮時，晶體轉(zhuǎn)動力求使滑移系轉(zhuǎn)到與力軸垂直的方向。當(dāng)移動到晶體外表面時，晶體沿其滑移面產(chǎn)生了位移量為一個 b的滑移 。 晶體位向 位移量 切應(yīng)力 塑變量 變形速度 滑移 不變 整數(shù)倍 小 大 慢 孿生 改變 分?jǐn)?shù)倍 大 小 快 滑移與孿生的區(qū)別 ： 孿生的特點 ： 2022/9/7 28 3. 扭折 對那些 既不能進行滑移也不能進行孿生的地方 ，為了使晶體的形狀與外力相適應(yīng)，當(dāng)外力超過某一臨界值時晶體將會產(chǎn)生 局部彎曲 ，這種變形方式稱為 扭折 ，見 圖 720。扭折后，晶體取向與原取向不再相同，有可能使該區(qū)域內(nèi)的滑移系處于有利取向，而發(fā)生滑移。 1. 晶界 在變形中的作用 主要作用是 提高變形抗力 。 ? 實驗表明： 晶粒越細(xì)，不僅強度高，而且塑韌性也好 。 2022/9/7 32 霍爾－佩奇公式適應(yīng)性 ①亞晶粒大小或者是兩相片狀組織的層片間距對 屈服強度的影響； ②塑性材料的流變應(yīng)力與晶粒大小之間的關(guān)系； ③脆性材料的脆斷應(yīng)力與晶粒大小之間的關(guān)系； ④金屬材料的疲勞強度、硬度與其晶粒大小之間 的關(guān)系。 2022/9/7 35 總之 ， 多晶體塑性變形 總是一批一批晶粒逐步地發(fā)生 ， 從少量晶粒開始逐步擴大到大量的晶粒 ， 從不均勻變形逐步發(fā)展到比較均勻的變形 。 2022/9/7 36 溶質(zhì)原子對合金塑性變形的影響主要表現(xiàn)在固溶強化作用上。 合金的塑性變形 合金是在純金屬的基礎(chǔ)上又加入其它元素 ,使相結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，也改變了基體金屬的變形抗力，使強度、硬度提高，塑韌性降低。 (1)脆的第二相呈不連續(xù)的網(wǎng)狀分布在晶界上，使塑韌性大大降低。 2022/9/7 38 (3)第二相在晶粒內(nèi)呈彌散點狀分布 ,使硬度和強度大大提高 ,對塑韌性影響不大 。 第二相粒子的強化作用是通過其對位錯運動的阻礙作用而表現(xiàn)出來的。 不可變形粒子的強化作用見圖 。 2022/9/7 40 可變形粒子的強化作用見圖 。 2022/9/7 41 塑性變形對材料組織與性能的影響 隨著變形量的增加 ,原來的等軸 晶粒 將逐漸 沿其變形方向伸長，出現(xiàn)各向異性 ， 見圖 。 2022/9/7 43 產(chǎn)生 加工硬化 即 金屬材料經(jīng)冷加工變形后，強度、硬度顯著提高，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象 。 加工硬化是強化材料的一種主要手段。 但有時也會使進一步加工帶來困難。 其它性能也有變化 ，如電阻率增高，電阻溫度系數(shù)下降，磁導(dǎo)率下降，腐蝕速度加快等。 有兩種類型： ? 拔絲時形成的織構(gòu)稱為 絲織構(gòu) ， 其主要特征為各晶粒的某一晶向趨于平行于拉拔方向 。 形成織構(gòu) 引起各向異性 。 如 生產(chǎn)上可利用織構(gòu)提高硅鋼片某一方向的導(dǎo)磁率；在沖壓薄板件時，它會帶來不均勻的塑性變形，而產(chǎn)生 “ 制耳 ” 現(xiàn)象，這是不希望產(chǎn)生的。 （ 1） 宏觀 殘余應(yīng)力（第一類內(nèi)應(yīng)力）：是工件不同部分的宏觀變形不均引起的。 （ 3） 點陣畸變 （第三類內(nèi)應(yīng)力）：是工件在塑性變形中形成的大量點陣缺陷（如空位、間隙原子、位錯等）引起的。 2022/9/7 47 回復(fù)和再結(jié)晶 金屬和合金經(jīng)塑性變形后，由于空位、位錯等結(jié)構(gòu)缺陷密度的增加，以及畸變能的升高將使其處于熱力學(xué)不穩(wěn)定的高自由能狀態(tài)，具有自發(fā)恢復(fù)到變形前低自由能狀態(tài)的趨勢，但在室溫下，因溫度低，原子活動能力小，恢復(fù)很慢，一旦受熱，溫度較高時，原子擴散能力提高，組織、性能會發(fā)生一系列變化。 在此階段， 組織 ：由于不發(fā)生大角度晶界的遷移，晶粒的形狀和大小 與變形態(tài)相同 ，仍為纖維狀或扁平狀。 R 2022/9/7 49 冷變形金屬在加熱時的組織和性能變化 再結(jié)晶 ： 指出現(xiàn)無畸變的等軸新晶粒逐步取代變形晶粒的過程。 性能 ：強度與硬度明顯下降，塑性提高， 消除了加工硬化 ，使性能恢復(fù)到變形前的程度 R 2022/9/7 50 冷變形金屬在加熱時的組織和性能變化 晶粒長大 ： 指再結(jié)晶結(jié)束之后晶粒的繼續(xù)長大。 R 2022/9/7 51 回
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