第14讲单晶体多晶体的塑性变形、纯金属形变强化

1. 弹性变形与塑性变形弹性变形金属如果受应力较低，金属内原子间的方位与距离只产生微小的变化，当外力去除后原子会自行返回原位，变形随即消失。

塑性变形：当金属所受应力达到和超过某临界值（屈服强度），除了产生弹性变形外，还会产生卸载后不可恢复的永久变形。

滑移在外力作用下，晶体中一部分晶体相对于另一部分晶体沿着一定晶面产生相对滑动。

金属最重要的塑性变形机制。

滑移孪生孪生在外力作用下，晶体中一部分晶体相对于另一部分晶体沿着一定晶面产生相对转动。

1）滑移在超过某临界值的切应力下发生。

2）滑移常常沿晶体中最密排面及最密排方向发生。

此时原子间距最大，结合力最弱。

晶面间距示意图有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）滑移系: 滑移面（密排晶面）+滑移方向（密排晶向）较多的滑移系意味着有较好的塑性实际晶体的滑移机制: 依靠位错滑移。

如果晶体中存在位错，那么塑性变形 依靠位错的滑移进行，比依靠滑移面两侧晶体的整体滑动，阻力小得多。

塑性变形的位错滑移机制示意图3）滑移在晶体表面形成滑移线和滑移带滑移线和滑移带示意图滑移带金相照片有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）2. 单晶体塑性变形：孪生机制孪生孪生面孪晶密排立方和体心立方的金属容易发生孪生变形；一般金属在低温和冲击载荷下容易发生孪生变形。

3. 多晶体的塑性变形•各晶粒在变形过程中相互约束；•大量晶界的存在对位错运动形成障碍。

3. 多晶体的塑性变形：晶粒取向对塑性变形的影响•软取向晶粒在一定的外加应力下能够滑移变形的晶粒；•硬取向晶粒在一定的外加应力下不能滑移变形的晶粒多晶体的塑性变形存在很大的微观不均匀性，并且变形抗力明显高于单晶体。

有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）3. 多晶体的塑性变形：晶界对塑性变形的影响细晶强化（晶界强化）晶界阻碍位错的通过，产生强化效果。

晶界越多，即晶粒越细小，不仅材料强度越高，而且由于增加晶粒数量，使得软取向晶粒更多，分布更均匀，改善微观变形的不均匀性，从而改善材料的塑性。

单晶体的塑性变形单晶体的塑性变形滑移：即在切应力作用下晶体的一部分相对于另一部分沿着特定晶面（滑移面）上的特定方向（滑移方向）发生平移。

滑移不改变晶体各部分的相对取向，即不在晶体内部引起位相差。

滑移带：在金相显微镜下可以观察到，在抛光的表面上出现许多相互平行的线条，这些线条称为滑移带。

用电子显微镜观察观察，发现每条滑移带是由一组相互平行的小台阶所组成，这些小台阶称为滑移线。

滑移带就是相互平行的一组小台阶组成的大台阶。

滑移系：滑移面和位于滑移面上滑移方向的组合称为一组滑移系，表示为（ｈｋｌ）［ｕｖｗ］。

滑移系的个数等于滑移面个数×每个滑移面所具有的滑移方向的个数。

一般滑移系越多，塑性越好。

塑性还与滑移面密排程度、滑移方向个数和同时开动滑移系数目有关。

比如虽然面心和体心立方晶体都是有12个滑移系组成的，但面心立方的滑移面4个，滑移方向3个，而体心立方的滑移面有6个，滑移方向只有两个，面心立方的滑移方向多，因此塑性比体心立方要好些。

分切应力：m cos cos cos cos 0σφλσφλ===ΓA F 晶体中的某个滑移系能否发生滑移，取决于力在滑移面内沿沿滑移方向上的分切应力大小。

临界分切应力： 当外力 Ｆ增加，使拉伸应力 Ｆ／Ａ０达到屈服极限 σｓ时，这一滑移系中的分切应力达到临界值 τｃ，晶 体就在该滑移系上开始滑移，此时的分切应力称为临界分切应力，即刚好使滑移系开动的分切应力。

软取向：ｍ值大，σｓ最小，容易滑移硬取向：ｍ值小，σｓ ＝∞，难以滑移，很吃力滑移面和滑移方向的转动在外力作用下，晶体的滑移面和滑移方向可能会发生转动．拉伸时，φ角增大，λ角减小；压缩时，φ角减小，λ角增大。

会导致从软取向变成硬取向。

单滑移变成多滑移。

多滑移：如果两个或多个滑移系同时处于最有利位置（ｍ值大），这些滑移系中的分切应力可能同时达到引起滑移的临界值，于是滑移过程将在两个或多个滑移系中同时进行或交替地进行。