晶体体塑性变形

多晶体的塑性变形机制
多晶体是由大量晶体颗粒组成的晶粒体，其内部包含了许多晶界。

而塑性变形机制是多晶体在外力作用下发生形变的过程。

在多晶体的
塑性变形中，晶界扮演着关键的角色，影响着材料的塑性行为。

本文
将探讨多晶体的塑性变形机制及其影响因素。

多晶体的塑性变形机制主要有晶体滑移、孪晶形变和再结晶等方式。

晶体滑移是晶格内平面沿晶胞平面方向发生相对滑动，使晶体产生形变。

孪晶形变是晶体中出现特殊结构的孪晶，通过孪晶界的移动来实
现形变。

再结晶是材料在高温下形成新的晶粒结构以释放应力。

在多晶体的塑性变形中，晶界的性质对材料的塑性行为有重要影响。

晶界的迁移与扩散是晶粒体在形变过程中的重要机制，影响了晶粒的
重新排列以适应外力。

此外，晶界强化机制也影响了材料的变形性能，不同形态和性质的晶界对材料的硬度、韧性等性能具有不同影响。

除了晶界的影响，晶体取向和织构对多晶体的塑性变形也具有重要
作用。

晶体取向决定了材料在外力作用下的各向异性表现，不同取向
的晶粒在形变中的行为也有所不同。

织构是晶粒在材料中的排布规律，直接影响了材料的力学性能和变形行为。

总的来说，多晶体的塑性变形机制是一个复杂的过程，受到多种因
素的影响。

晶界、晶体取向和织构等因素共同作用，决定了材料的塑
性行为和性能。

通过深入研究多晶体的塑性变形机制，可以为材料设
计与加工提供科学依据，实现材料性能的优化与提升。

单晶体的塑性变形原理单晶体是由同一种晶体结构组成的完整晶体，具有高度的有序性和周期性。

在单晶体中，晶体晶格之间的结合力非常强大，使得晶格的平移和扭曲受到很大的限制。

然而，当单晶体受到外力作用时，就会出现塑性变形。

塑性变形是指物体在外力的作用下发生可逆的非弹性变形，即变形后物体可以保持新的形状。

塑性变形主要发生在常温下，与高温下的固溶体形变机制不同，高温下的固溶体形变机制主要是滑移。

单晶体的塑性变形原理可以用绕晶形变和位错划移来解释。

绕晶形变是指在晶体中某个平面内的晶格原子围绕某个原子旋转，从而引起整个晶体的塑性变形。

绕晶形变发生的条件是在某个平面附近存在一定程度的局部解理，即平面上的原子比其他方向上的原子容易移动。

绕晶形变可以分为两种类型：瑞士型形变和墙巢型形变。

瑞士型形变是指当晶体发生外力作用时，原子团块在某些面上的原子重排，使得晶体变形。

这种形变需要较大的应力才能实现，且发生在晶格容易发生切变的面上。

墙巢型形变是指当晶体受到外力作用时，在晶体内部形成位错和蚀斜，从而引起晶体的变形。

位错是晶体中的一种结构缺陷，它是由于晶体中的原子偏离了理想晶格位置而引起的。

蚀斜是指晶格在应力的作用下发生的微小变形。

墙巢型形变发生时，位错在晶体中移动，从而引起晶体变形。

位错划移是单晶体塑性变形的主要方式。

当晶体受到外力作用时，发生位错移动，这种移动可以看作是原子的排列发生了变化，从而引起晶格的变形。

位错划移的机制包括滑移和蠕变。

滑移是指位错在晶体中的某些面上移动，从而引起晶格的变形。

滑移的方向与晶体中原子排列的方向相吻合。

蠕变是指在晶体中，位错不仅在某些面上移动，还在垂直于该面的晶面上移动，从而引起晶体的变形。

除了绕晶形变和位错划移，单晶体的塑性变形还与材料的晶体结构和成分有关。

晶体结构的紧密性和原子间的键合方式都会影响晶体的塑性变形。

对于紧密堆积的晶体结构来说，原子之间的相互作用力较强，使得晶体更加难于发生塑性变形。

多晶体的塑性变形塑性变形过程由于各晶粒间存在位相差，在外力作用下，位向最有利的少数晶粒开始发生塑形变形，随后这些已变形晶粒中的平面位错群在晶界塞积导致应力集中，这一应力集中和外力叠加，使相邻晶粒的位错源开动，驱动相邻晶粒进行协调的（多滑移）塑形变形。

多晶体塑性变形特点：①各晶粒的变形不是同时进行的；②为了协调先发生塑性变形的晶粒形状的改变，相邻各晶粒必须进行多滑移，其中包括取向并不有利的滑移系上同时进行滑移，这样才能保证其形状作各种相应地改变．根据理论计算，每个晶粒至少需要５个独立的滑移系启动；③受晶界及各晶粒位向不同的影响，各晶粒间、晶粒内的变形是不均匀的。

细晶强化①由于晶界的存在，使变形晶粒中的位错在晶界处受阻，滑移带终止于晶界；②由于各晶粒间存在位相差，为了协调变形，要求每个晶粒必须进行多滑移，而滑移时必然要发生位错的相互交割．这两者均将大大提高金属材料的强度．显然，晶界越多，即晶粒越细小，则其强化效果越显著。

这种用细化晶粒增加晶界提高金属强度的方法称为细晶强化。

多晶体的塑性变形与单晶体塑性变形的区别单晶体产生塑性变形，只与其晶体内部位错滑移有关；多晶体不仅需要考虑晶粒内部的位错滑移，还要考虑晶粒之间的变形协调，即要考虑晶间变形。

晶界在塑性变形中的作用可分2个部分来说：协调作用，多晶体在塑性变形时，各晶粒都要通过滑移或孪生而变形，而个晶粒的变形不能是任意的，必须相互协调，以保证晶界处变形的连续；阻碍作用，晶界之间存在位相差，阻碍位错的运动；多晶体的塑性变形受到晶界的阻碍和不同位向晶粒的影响，使得其变形抗力比单晶体高得多。

但是归根到底，其塑性变形方式仍是滑移和孪生。

细化晶粒的方法1、增加过冷度：过冷度增加，形核率与长大速度都增加，但两者的增加速度不同，形核率的增长率大于长大速度的增长率。

在一般金属结晶时的过冷范围内，过冷度越大，晶粒越细小。

2、变质处理：向金属液中添加少量活性物质，促进液体金属内部生核或改变晶体成长过程的一种方法，生产中常用的变质剂有形核变质剂和吸附变质剂。