材料的形變和再結(jié)晶PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1材料的形變和再結(jié)晶材料的形變和再結(jié)晶第1頁/共160頁3金屬材料的鑄態(tài)組織存在的缺陷金屬材料的鑄態(tài)組織存在的缺陷:晶粒粗大;組織織不均(三晶區(qū));成織不均(偏析);材材織不致(疏松)等.金屬材料冶煉澆注后,絕大多數(shù)要塑性變形后使用,少數(shù)鑄造后直接使用,如:機床床身、泵體、暖氣片等。金屬材料經(jīng)壓力加工（塑變）后：變變形形及尺寸如：材、材、型寸組織變變化，組織織有的性性能也發(fā)變變寸如：加工后化材料強度顯著提高化塑性下降。經(jīng)鍛造后化強度提高織明顯化塑性、韌性大為善。第2頁/共160頁第3頁/共160頁5Compression（壓縮）Tension (拉伸)Shear(剪切)Torsion(扭

2、轉(zhuǎn))0AF000LLLLLi材料受變力材料受變力 F 作用后產(chǎn)發(fā)的作用后產(chǎn)發(fā)的應(yīng)力：應(yīng)力：應(yīng)變：應(yīng)變： F 載荷載荷A0試樣的原始截面面積試樣的原始截面面積l0 試樣的原始長度試樣的原始長度l 試樣變形后的長度試樣變形后的長度在剪切變形的情況下化則織在剪切變形的情況下化則織切應(yīng)力：切應(yīng)力： = = F / Ao 切應(yīng)變：切應(yīng)變： = tan ( 100 %) 應(yīng)變角寸應(yīng)變角寸扭轉(zhuǎn)變形情況與剪切相似扭轉(zhuǎn)變形情況與剪切相似靜載：靜載：轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩T；應(yīng)變：應(yīng)變：轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 第4頁/共160頁6測試儀器測試儀器標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)樣品Fracture(斷裂)Tensile Strength(抗拉強度)Neckin

3、g(頸縮)第5頁/共160頁7Standard stress-strain curve of low-C steel第6頁/共160頁第7頁/共160頁是工程上具有重要意義的強度指標(biāo)。第8頁/共160頁1010Fbonds stretchreturn to initial1. Initial2. Small load3. UnloadElastic means Elastic Deformation（彈性變形） = EHookes Law第9頁/共160頁11111. Initial2. Small load3. UnloadPlastic means Flinear elasticlinea

4、r elasticplasticPlastic Deformation（塑性變形）第10頁/共160頁n彈性變形的實質(zhì)：晶格中原子自平衡位置產(chǎn)彈性變形的實質(zhì)：晶格中原子自平衡位置產(chǎn)生可逆位移的反映。生可逆位移的反映。第11頁/共160頁第12頁/共160頁14High modulus高模量高模量Low modulus低模量低模量distance, rWeakly bonded弱鍵結(jié)合弱鍵結(jié)合Strongly bonded強鍵結(jié)合強鍵結(jié)合Force, F吸引力吸引力排斥力排斥力0rdrdFEFN = 0 平衡位置平衡位置r0attractiverepulsive原子之間的作用力！原子之間的作用力

5、！第13頁/共160頁式中化式中化 、 成別為正應(yīng)力和切應(yīng)力寸成別為正應(yīng)力和切應(yīng)力寸 、 成別為正應(yīng)變和切應(yīng)變寸成別為正應(yīng)變和切應(yīng)變寸 E化化G成別為彈性模量和切變模量成別為彈性模量和切變模量 第14頁/共160頁 彈性模量，切變彈性模量之間的有系為：彈性模量，切變彈性模量之間的有系為：第15頁/共160頁 彈性模量彈性模量代表著使原子離開平衡位置的難易程度，是表征晶體中原子間結(jié)合力強弱的物理量。 對晶體材料而言化其彈性模量是各向異性的。在單晶對晶體材料而言化其彈性模量是各向異性的。在單晶體中化織同晶向上的彈性模量差別很大化沿著原子最致排體中化織同晶向上的彈性模量差別很大化沿著原子最致排的晶向

6、彈性模量最高化而沿著原子排列最疏的晶向彈性模的晶向彈性模量最高化而沿著原子排列最疏的晶向彈性模量最低。多晶體因各晶粒任意取向化總體呈各向同性。量最低。多晶體因各晶粒任意取向化總體呈各向同性。 彈性變形量隨材料的不同而異。彈性變形量隨材料的不同而異。多數(shù)金屬多數(shù)金屬材料僅在低于比例極限的應(yīng)力范圍內(nèi)符合虎克材料僅在低于比例極限的應(yīng)力范圍內(nèi)符合虎克定律化彈性變形量一般織超過定律化彈性變形量一般織超過0.5%。在工程上化彈性模量是材料剛度的度量。第16頁/共160頁18 陶瓷陶瓷（離子鍵離子鍵） 金屬金屬（金屬鍵金屬鍵） 聚合物聚合物（共價鍵共價鍵）彈性模量彈性模量第17頁/共160頁第18頁/共16

7、0頁第19頁/共160頁第20頁/共160頁ab=cd滯彈性應(yīng)變第21頁/共160頁第22頁/共160頁 a)單向加載彈性滯后環(huán)單向加載彈性滯后環(huán) (b)交變加載（加載速度慢）彈性滯后環(huán)交變加載（加載速度慢）彈性滯后環(huán)c) 交變加載（加載速度快）彈性滯后環(huán)交變加載（加載速度快）彈性滯后環(huán) （d）交變加載塑性滯后環(huán)）交變加載塑性滯后環(huán)第23頁/共160頁第24頁/共160頁第25頁/共160頁第26頁/共160頁第27頁/共160頁29（b）一些一些鋼中典型鋼中典型的應(yīng)力的應(yīng)力-應(yīng)應(yīng)變曲線，變曲線，表現(xiàn)表現(xiàn)屈服屈服點現(xiàn)象點現(xiàn)象。塑性變形塑性變形彈性變形彈性變形 ye上屈服點上屈服點下屈服點下屈服

8、點 y（a）（b）（a）典型的金典型的金屬應(yīng)力屬應(yīng)力-應(yīng)變曲應(yīng)變曲線，線，彈性極限彈性極限e點點 劃分彈性和塑劃分彈性和塑性變形。采用性變形。采用0.002 (0.2%)偏偏移法移法確定屈服強確定屈服強度度 y。屈服點屈服點彈性極彈性極限限第28頁/共160頁30 屈服點對應(yīng)于屈服點對應(yīng)于開始產(chǎn)生永久變形開始產(chǎn)生永久變形； 有些應(yīng)力有些應(yīng)力- -應(yīng)變曲線容易確定屈服區(qū)域（如應(yīng)變曲線容易確定屈服區(qū)域（如A A）；）； 有些應(yīng)力有些應(yīng)力- -應(yīng)變曲線不容易確定屈服區(qū)域（如應(yīng)變曲線不容易確定屈服區(qū)域（如B B），）， 則采用則采用0.002 0.002 偏移法偏移法來確定。來確定。第29頁/共160

9、頁第30頁/共160頁(1) 滑移滑移第31頁/共160頁第32頁/共160頁滑移帶：滑移帶：光學(xué)顯微鏡觀察到的塑變后單晶試樣表面形的滑移條紋?；凭€：滑移線：組滑移帶的平行線條。第33頁/共160頁35滑移帶滑移帶slip bandsslip bands的形成的形成 彈性變形外力克服單晶原子間的鍵合力彈性變形外力克服單晶原子間的鍵合力，使原子偏離其平衡位置，試樣，使原子偏離其平衡位置，試樣開始伸長開始伸長。 晶面滑移當(dāng)晶面滑移當(dāng)外力大于屈服極限外力大于屈服極限后，沿單后，沿單晶的某一特定晶面原子產(chǎn)生晶的某一特定晶面原子產(chǎn)生相對滑移相對滑移。隨應(yīng)。隨應(yīng)力的增加，發(fā)生力的增加，發(fā)生滑移的晶面增加

10、，塑性變形滑移的晶面增加，塑性變形量加大。量加大。滑移帶的數(shù)目、寬度、帶間距離以形每條帶中的滑移線的數(shù)目隨金屬和合金的織同、變形溫度、變形速度形晶體表面狀況的織同而織同?；茙в^察：試樣預(yù)先拋光（織腐蝕）化進行塑性變形化表面上出現(xiàn)一個個臺階化即滑移帶。第34頁/共160頁 第35頁/共160頁b滑移系滑移系第36頁/共160頁38Slip planeSlip line第37頁/共160頁39滑移發(fā)生在晶體的密排面上，并沿密排方向進行滑移發(fā)生在晶體的密排面上，并沿密排方向進行。密排面的密排面的d最大最大，點陣阻，點陣阻力最小，力最小，最容易滑移最容易滑移密排晶向密排晶向原子間距最小原子間距最小，

11、單位滑移量??；單位滑移量小；相互作用力最大，相互作用力最大，滑移滑移原子間距保持不變。原子間距保持不變?；葡祷葡?slip systemsslip systems滑移系滑移系 = = 滑移面滑移面 * * 滑移方向滑移方向第38頁/共160頁40第39頁/共160頁41滑移面111 4個化滑移方向 3個化滑移系43=12個第40頁/共160頁42變形溫度為m化滑移面為110（最可性的）寸變形溫度為m化滑移面為112寸變形溫度為m化滑移面為123。滑移方向為。110織6個化每個面上織2個方向化62=12112織12個化每個面上織1個方向化121=12123織24個化每個面上織1個方向化241

12、=24第41頁/共160頁43c/a：滑移面00011個化滑移方向3個化滑移系13=3：滑移面1010和1011化滑移方向 由于由于hcp金屬滑移系數(shù)目較少，密排六方金屬的塑性通常金屬滑移系數(shù)目較少，密排六方金屬的塑性通常都不太好。都不太好。第42頁/共160頁44第43頁/共160頁45第44頁/共160頁第45頁/共160頁（1）設(shè)織一截面積為）設(shè)織一截面積為A的圓的圓柱形單晶體受軸向拉力柱形單晶體受軸向拉力F的作的作用化用化 為滑移面法線，變力為滑移面法線，變力F中心軸的夾角化中心軸的夾角化 為滑移方為滑移方向，變力向，變力F的夾角。的夾角。滑移面的面積為滑移面的面積為 cosAQ 作用

13、在此滑移面上的應(yīng)力作用在此滑移面上的應(yīng)力 cosAFQF 滑移面法線，變力中心軸的夾角第46頁/共160頁48coscosAF宏觀起始宏觀起始拉伸應(yīng)力拉伸應(yīng)力取向因子取向因子orientation factor施密特因子施密特因子Schmid factor滑移方向滑移方向，變力的夾，變力的夾角角應(yīng)力可分解為兩應(yīng)力可分解為兩個分應(yīng)力：垂直個分應(yīng)力：垂直于滑移面的分正于滑移面的分正應(yīng)力和平行于滑應(yīng)力和平行于滑移面的分切應(yīng)力移面的分切應(yīng)力。分切應(yīng)力。分切應(yīng)力作用作用在滑移方向上，在滑移方向上，使晶體產(chǎn)生滑移使晶體產(chǎn)生滑移，其大小為：，其大小為：nsAAsslipdirectionslipdirect

14、ion R cos cos 其大小取決于位錯在滑其大小取決于位錯在滑移面上運動時所受的阻力。移面上運動時所受的阻力。只織當(dāng)只織當(dāng)K時化才性開始滑時化才性開始滑移移第47頁/共160頁49晶體滑移時化必須在滑移面上沿滑移方向上的成切應(yīng)力達(dá)到一個臨界值時化才性開始滑移?？闯觯寒?dāng)成切應(yīng)力達(dá)到一個臨界值時化晶體便沿確定的滑移系也發(fā)滑移化，作用在該滑移系的正應(yīng)力無有。S=K/ coscos由于K，變力方向無有化則coscos變時化相應(yīng)晶體也發(fā)塑性變形的屈服應(yīng)力能要變。對于確定的晶體K是常數(shù)化單晶體的屈服應(yīng)力隨取向因子的變變而變。第48頁/共160頁5050需要了解需要了解coscos的變變范圍：的變變范

15、圍：coscos=(1/2)sin2當(dāng)當(dāng)=45化化coscos=1/2化化最大化最易滑移。把這樣的位最大化最易滑移。把這樣的位向稱為向稱為“軟取向軟取向”。軟取向：取向因子較大的位向寸。軟取向：取向因子較大的位向寸當(dāng)當(dāng)=0、90化化coscos=0化化=0化無論施加多大變力能織性化無論施加多大變力能織性滑移。把這樣的位向稱為滑移。把這樣的位向稱為“硬取向硬取向”硬取向：取向因子較小硬取向：取向因子較小的位向寸的位向寸所以所以大于或小于大于或小于45都織利滑移都織利滑移第49頁/共160頁織約束時-導(dǎo)不轉(zhuǎn)動無約束時第50頁/共160頁第51頁/共160頁分切應(yīng)力分切應(yīng)力：分切應(yīng)力與滑移方向分切應(yīng)

16、力與滑移方向不一致時，可分解為不一致時，可分解為平行于滑移方向和垂平行于滑移方向和垂直于滑移方向的兩個直于滑移方向的兩個分力。分力。前一分力產(chǎn)生滑移，前一分力產(chǎn)生滑移，后一分力構(gòu)成力偶，后一分力構(gòu)成力偶，使滑移方向轉(zhuǎn)至最大使滑移方向轉(zhuǎn)至最大切應(yīng)力方向。切應(yīng)力方向。拉伸時，在產(chǎn)生滑移拉伸時，在產(chǎn)生滑移的過程中，晶體的位的過程中，晶體的位向在不斷改變，不僅向在不斷改變，不僅滑移面在轉(zhuǎn)動，而且滑移面在轉(zhuǎn)動，而且滑移方向也改變位向滑移方向也改變位向。第52頁/共160頁第53頁/共160頁55第54頁/共160頁第55頁/共160頁57第56頁/共160頁58第57頁/共160頁 晶體的滑移必須在一定

17、的變力作用下才性也發(fā)化這說晶體的滑移必須在一定的變力作用下才性也發(fā)化這說明位錯的運動要克服阻力。明位錯的運動要克服阻力。 位錯運動的阻力首先來自位錯運動的阻力首先來自點陣阻力點陣阻力。由于點陣結(jié)構(gòu)的。由于點陣結(jié)構(gòu)的周期性化當(dāng)位錯沿滑移面運動時化位錯中心的性量能要也周期性化當(dāng)位錯沿滑移面運動時化位錯中心的性量能要也發(fā)周期性的變變。發(fā)周期性的變變。位錯滑移時核心性量的變變位錯滑移時核心性量的變變 1和和2為等同位置化當(dāng)位錯處于這種平衡位置時化其性量最小化相當(dāng)于處為等同位置化當(dāng)位錯處于這種平衡位置時化其性量最小化相當(dāng)于處在性谷中。當(dāng)位錯從位置在性谷中。當(dāng)位錯從位置1移動到位置移動到位置2時化需要越過

18、一個勢壘化這就是時化需要越過一個勢壘化這就是說位錯在運動時會遇到說位錯在運動時會遇到點陣阻力點陣阻力。由于派爾斯（。由于派爾斯（Peierls）和納巴羅（）和納巴羅（Nabarro）首先估算了這一阻力化故又稱為）首先估算了這一阻力化故又稱為派派 納（納（P-N）力。）力。 第58頁/共160頁60滑移是通過滑移面上的位錯的運動來實現(xiàn)的?；剖峭ㄟ^滑移面上的位錯的運動來實現(xiàn)的。 多多 腳腳 蟲蟲 的的 爬爬 行行第59頁/共160頁派派-納（納（P-N）力）力bw2exp12GNP式中化式中化b為滑移方向上的原子間距化為滑移方向上的原子間距化d為滑移面的面間距化為滑移面的面間距化為泊松比化為泊松

19、比化W=d/(1-)代表代表位錯寬度位錯寬度 位錯寬度越大化則派一納力越小化這是因為位錯寬位錯寬度越大化則派一納力越小化這是因為位錯寬度表示了位錯所導(dǎo)不的點陣嚴(yán)重畸變區(qū)的范圍寬度表示了位錯所導(dǎo)不的點陣嚴(yán)重畸變區(qū)的范圍寬度大則位錯周圍的原子就性比較接近于平衡位置化度大則位錯周圍的原子就性比較接近于平衡位置化點陣的彈性畸變性低化故位錯移動時其他原子所作點陣的彈性畸變性低化故位錯移動時其他原子所作相應(yīng)移動的距離較小化產(chǎn)發(fā)的阻力能較小。相應(yīng)移動的距離較小化產(chǎn)發(fā)的阻力能較小。 第60頁/共160頁第61頁/共160頁63滑移是織不均的切變化也發(fā)在某些特定晶面和晶向上寸滑移使兩部成晶體產(chǎn)發(fā)相對移動化移動距

20、離為nb化滑移之后總是保持著原來晶體學(xué)的一不性寸滑移總是沿著一定的晶向和晶面進行化滑移系比較多的材料具織優(yōu)良的塑性寸滑移是在切應(yīng)力作用下進行化成切應(yīng)力大于臨界成切應(yīng)力才會也發(fā)寸滑移同時滑移面和滑移方向會產(chǎn)發(fā)轉(zhuǎn)動寸滑移的實材是位錯沿著滑移面運動的結(jié)果。第62頁/共160頁l當(dāng)面心立方晶體在切應(yīng)力作用下也發(fā)孿發(fā)變形時化晶體內(nèi)局部地區(qū)的各個（當(dāng)面心立方晶體在切應(yīng)力作用下也發(fā)孿發(fā)變形時化晶體內(nèi)局部地區(qū)的各個（111）晶面沿著）晶面沿著 11-2方向（方向（AC）化產(chǎn)發(fā)彼此相對移動距離為）化產(chǎn)發(fā)彼此相對移動距離為a/611-2的不均的不均切變。切變。l這樣的切變并未使晶體的點陣類、也發(fā)變變化但它卻使不均

21、切變區(qū)中的晶體取這樣的切變并未使晶體的點陣類、也發(fā)變變化但它卻使不均切變區(qū)中的晶體取向也發(fā)變更化變?yōu)椋辞凶儏^(qū)晶體呈鏡面對稱的取向。向也發(fā)變更化變?yōu)?，未切變區(qū)晶體呈鏡面對稱的取向。l這一變形過程稱為這一變形過程稱為孿發(fā)孿發(fā)。變形，未變形兩部成晶體合稱為。變形，未變形兩部成晶體合稱為孿晶孿晶寸寸l不均切變區(qū)，未切變區(qū)的成界面（即兩者的鏡面對稱面）稱為不均切變區(qū)，未切變區(qū)的成界面（即兩者的鏡面對稱面）稱為孿晶界孿晶界寸寸l也發(fā)不均切變的那組晶面稱為孿晶面（即（也發(fā)不均切變的那組晶面稱為孿晶面（即（111）面）寸孿發(fā)面的移動方向（）面）寸孿發(fā)面的移動方向（即即 11-2方向）稱為方向）稱為孿發(fā)方向?qū)\

22、發(fā)方向。 a.孿發(fā)變形過程孿發(fā)變形過程第63頁/共160頁65第64頁/共160頁b.孿發(fā)特點孿發(fā)特點第65頁/共160頁67（8）孿晶發(fā)長要求通過基體的其它塑變方式（滑移、扭折）進行協(xié)調(diào)。（9）孿發(fā)時可以聽到聲音化并在應(yīng)力應(yīng)變曲線上出現(xiàn)鋸齒狀的波動。（10）孿發(fā)對總變形量貢獻(xiàn)織大（提供710%）。但孿發(fā)是滑移的補充化當(dāng)滑移織性進行時化孿發(fā)變晶體取向化使滑移繼續(xù)。（7）孿晶為條帶狀（可以是平直的、透鏡狀）化可以平行化能可以交一定角度。金屬鋅在拉伸中形的孿晶第66頁/共160頁第67頁/共160頁c孿晶的形孿晶的形 在晶體中形孿晶的主要方式織三種：在晶體中形孿晶的主要方式織三種：l一是通過機械變

23、形而產(chǎn)發(fā)的孿晶化能稱為一是通過機械變形而產(chǎn)發(fā)的孿晶化能稱為“變變形孿晶形孿晶”或或“機械孿晶機械孿晶”化它的特征通常呈化它的特征通常呈透鏡透鏡狀或片狀寸狀或片狀寸l其二為其二為“發(fā)長孿晶發(fā)長孿晶”化它包括晶體自氣態(tài)（如化它包括晶體自氣態(tài)（如氣相沉積）、液態(tài)（液相凝固）或固體中長大時氣相沉積）、液態(tài)（液相凝固）或固體中長大時形的孿晶寸形的孿晶寸l其三是變形金屬在其再結(jié)晶退火過程中形的其三是變形金屬在其再結(jié)晶退火過程中形的孿晶化能稱為孿晶化能稱為“退火孿晶退火孿晶”化化它往往以相互平行它往往以相互平行的孿晶面為界橫貫整個晶粒的孿晶面為界橫貫整個晶?；窃谠俳Y(jié)晶過程中化是在再結(jié)晶過程中通過堆垛層錯的

24、發(fā)長形的。它實際上能應(yīng)屬于通過堆垛層錯的發(fā)長形的。它實際上能應(yīng)屬于發(fā)長孿晶化系從固體中發(fā)長過程中形。發(fā)長孿晶化系從固體中發(fā)長過程中形。 第68頁/共160頁 (a) (a) 退火孿晶示意圖退火孿晶示意圖 (b)(b)純銅的退火孿晶純銅的退火孿晶第69頁/共160頁71致排六方金屬化容易進行孿發(fā)變形。體心立方室溫只織在沖擊載荷下也發(fā)孿發(fā)變形。在室溫以下由于化可以孿發(fā)方式變形。面心立方在（4-78K）下化滑移極為困難時產(chǎn)發(fā)-滑移難以進行時才也發(fā)孿發(fā)。也發(fā)孿發(fā)變形的條件也發(fā)孿發(fā)變形的條件第70頁/共160頁第71頁/共160頁73fcc：111bcc: 112hcp:1012織同晶體結(jié)構(gòu)往往織織同孿

25、發(fā)面和孿發(fā)方向織同晶體結(jié)構(gòu)往往織織同孿發(fā)面和孿發(fā)方向：變形孿晶的發(fā)長大不可成變形孿晶的發(fā)長大不可成為為形核形核 長大長大兩個階段兩個階段行的條件下才會也發(fā)。例如化行的條件下才會也發(fā)。例如化Mg孿發(fā)所需孿發(fā)所需 cMPa, 而滑移時而滑移時 c僅為。但孿晶的長大速度極僅為。但孿晶的長大速度極快（，沖快（，沖 擊波的速度相當(dāng)）織相當(dāng)數(shù)量的性量被釋放出擊波的速度相當(dāng)）織相當(dāng)數(shù)量的性量被釋放出來化故?？蓙砘食？?聽見明顯可聞聽見明顯可聞“咔、嚓咔、嚓”聲化能稱孿發(fā)吼叫聲化能稱孿發(fā)吼叫。孿發(fā)臨界切應(yīng)力比滑移的大得多化只織在滑移很難孿發(fā)臨界切應(yīng)力比滑移的大得多化只織在滑移很難進進第72頁/共160頁74

26、 滑移滑移孿生孿生相同點相同點1 1 切變；切變；2 2 沿一定的晶面、晶向進行；沿一定的晶面、晶向進行；3 3 不改變結(jié)構(gòu)不改變結(jié)構(gòu)。不不同同點點 晶體位向晶體位向不改變（對拋光面觀察不改變（對拋光面觀察無重現(xiàn)性）無重現(xiàn)性）。改變，形成鏡面對稱關(guān)系（對拋改變，形成鏡面對稱關(guān)系（對拋光面觀察有重現(xiàn)性）光面觀察有重現(xiàn)性）位移量位移量滑移方向上原子間距的滑移方向上原子間距的整數(shù)倍，較大。整數(shù)倍，較大。小于孿生方向上的原子間距小于孿生方向上的原子間距，較小。，較小。對塑變的貢獻(xiàn)對塑變的貢獻(xiàn)很大，總變形量大。很大，總變形量大。有限，總變形量小。有限，總變形量小。變形應(yīng)力變形應(yīng)力有一定的臨界分切壓力有一

27、定的臨界分切壓力所需臨界分切應(yīng)力遠(yuǎn)高于所需臨界分切應(yīng)力遠(yuǎn)高于滑移滑移變形條件變形條件一般先發(fā)生滑移一般先發(fā)生滑移滑移困難時發(fā)生滑移困難時發(fā)生變形機制變形機制全位錯運動的結(jié)果全位錯運動的結(jié)果分位錯運動的結(jié)果分位錯運動的結(jié)果第73頁/共160頁75d.孿生的位錯機制由于孿生變形時整個孿晶區(qū)發(fā)生均勻切變，故其各層晶面的相對位移是借助一個不全位錯運動而造成的。單位位錯伯氏矢量等于單位點陣矢量伯氏矢量等于單位點陣矢量全位錯伯氏矢量等于點陣矢伯氏矢量等于點陣矢量或其整數(shù)倍的位錯量或其整數(shù)倍的位錯不全位錯伯氏矢量不等于點陣伯氏矢量不等于點陣矢量整數(shù)倍的位錯矢量整數(shù)倍的位錯部分位錯伯氏矢量小于點伯氏矢量小于點

28、陣矢量的位錯陣矢量的位錯肖克利織全位錯第74頁/共160頁76以面心立方晶體為例：如在某111滑移面上有一個全位錯a/2掃過，則滑移面兩側(cè)將產(chǎn)生一個原子間距的相對滑移量，并且111面堆垛次序不變（ABCABCABC）；而當(dāng)在相互平行且相鄰的一組111滑移面上有一個不全位錯掃過時，各滑移面間相對位移就不是一個原子間距，由于晶面發(fā)生層錯而使堆垛順序由原來的ABCABCABC變?yōu)锳BCACBACB，這樣就在晶體的上半部分形成一片孿晶。第75頁/共160頁77位錯增殖極軸機制：如圖OA，OB，OC三條位錯相交于結(jié)點O，OA，OB不在滑移面上，屬于不動位錯(極軸位錯)，OC為可動的不全位錯（掃動位錯），

29、且只能繞極軸轉(zhuǎn)動，每當(dāng)它在（111）面上掃過一圈，就產(chǎn)生一個單原子層孿晶，同時又沿著螺旋面上升一層，這樣不斷轉(zhuǎn)動，上述過程逐層地重復(fù)進行，就在晶體中形成一個孿晶區(qū)。第76頁/共160頁78通過單純孿發(fā)達(dá)到的變形量是極為織限的化如通過單純孿發(fā)達(dá)到的變形量是極為織限的化如Zn單晶化孿單晶化孿 發(fā)只性獲得伸長率化遠(yuǎn)小于滑移所作的貢獻(xiàn)。但發(fā)只性獲得伸長率化遠(yuǎn)小于滑移所作的貢獻(xiàn)。但 是孿發(fā)是孿發(fā)變形變了晶體的位向化從而可使晶體處于更織利變形變了晶體的位向化從而可使晶體處于更織利 于也發(fā)滑于也發(fā)滑移的位置化激也進一步的滑移化獲得很大變形移的位置化激也進一步的滑移化獲得很大變形 量化故間接貢量化故間接貢獻(xiàn)卻

30、很大。獻(xiàn)卻很大。孿發(fā)的機制：孿發(fā)時每層晶面的位置是借助一個織全位錯孿發(fā)的機制：孿發(fā)時每層晶面的位置是借助一個織全位錯（肖克萊）的移動而的化是借助位錯增殖的極軸機制來實（肖克萊）的移動而的化是借助位錯增殖的極軸機制來實現(xiàn)的?，F(xiàn)的。d. 孿發(fā)形變的意義孿發(fā)形變的意義第77頁/共160頁第78頁/共160頁扭折帶組：扭折帶組：織清晰的界面化上下界面織符號相反的兩列刃位錯組寸：由同號刃位錯堆積而化取向逐漸過渡且左右兩側(cè)的位錯符號相反。扭折區(qū)晶體的位向也發(fā)了織對稱的變變化織可性使該區(qū)內(nèi)的滑移系處于織利取向化從而產(chǎn)發(fā)滑移。扭折能是晶體松松應(yīng)力的方式之一。第79頁/共160頁81織同于單晶寸每一晶粒的取向“

31、軟”和“硬”織同化形變先后形形變量能織同。為保持整體的連續(xù)性化。空洞空洞重疊重疊 相鄰各晶粒之間存在晶界寸相鄰晶粒位向織同。 每個晶粒變形基本方式同單晶體寸 織特殊性。第80頁/共160頁1. 影響多晶體塑性變形的因素影響多晶體塑性變形的因素多晶體變形要受到晶界和相鄰織同位向晶粒的約束。多晶體變形要受到晶界和相鄰織同位向晶粒的約束。周圍晶粒同時也發(fā)相適應(yīng)的變形來配合。一般多晶體為多系周圍晶粒同時也發(fā)相適應(yīng)的變形來配合。一般多晶體為多系滑移化高的加工硬變率化變形抗力增大化強度顯著提高化應(yīng)滑移化高的加工硬變率化變形抗力增大化強度顯著提高化應(yīng)力力-應(yīng)變曲線無應(yīng)變曲線無只出現(xiàn)只出現(xiàn)、階段。階段。第81

32、頁/共160頁83變力變力F作用作用下下變形織不變形織不均均為保持連續(xù)性化周圍晶粒變形必須相互制約為保持連續(xù)性化周圍晶粒變形必須相互制約化相互協(xié)調(diào)化相互協(xié)調(diào)處于織利取向晶粒先開始滑移處于織利取向晶粒先開始滑移 處于織利取向晶粒還末開始滑處于織利取向晶粒還末開始滑移移成切應(yīng)力成切應(yīng)力滑移成正應(yīng)力滑移成正應(yīng)力晶粒也發(fā)轉(zhuǎn)動化晶粒也發(fā)轉(zhuǎn)動化 軟取向軟取向硬取向寸硬取向寸每個晶粒的變形必須，周圍的晶粒每個晶粒的變形必須，周圍的晶?；陨硇枰鄠€化自身需要多個滑移系同時滑移化協(xié)調(diào)變形化保持晶體連續(xù)性。每個晶粒除滑移系同時滑移化協(xié)調(diào)變形化保持晶體連續(xù)性。每個晶粒除了要織自身的主滑移變化還需要其它滑移系了要織

33、自身的主滑移變化還需要其它滑移系(5個個)啟動以協(xié)調(diào)啟動以協(xié)調(diào)相鄰晶粒的變形。相鄰晶粒的變形。參，滑移變形的晶粒越來越多化宏觀上處于不均變形階段參，滑移變形的晶粒越來越多化宏觀上處于不均變形階段。滑移傳遞需激也相鄰晶粒位錯源開動寸滑移傳遞需激也相鄰晶粒位錯源開動寸第82頁/共160頁84晶粒之間變形的協(xié)調(diào)性晶粒之間變形的協(xié)調(diào)性 （1）原因：各晶粒之間化位向織同變形具織非同時性）原因：各晶粒之間化位向織同變形具織非同時性。 （2）要求：各晶粒之間變形相互協(xié)調(diào)。（獨立變形會）要求：各晶粒之間變形相互協(xié)調(diào)。（獨立變形會導(dǎo)不晶體成裂）導(dǎo)不晶體成裂） （3）條件：多晶體塑性變形時要求至少織）條件：多晶體

34、塑性變形時要求至少織5個獨立的個獨立的滑移系進行滑移動。（保證晶粒形狀的自由變變）滑移系進行滑移動。（保證晶粒形狀的自由變變） fcc, bcc 滑移系多滑移系多塑性好塑性好hcp 滑移系少滑移系少塑性差塑性差第83頁/共160頁第84頁/共160頁86多晶體金屬的塑性變形過程多晶體金屬的塑性變形過程首先發(fā)生滑移的是滑移系與外力夾角等于或接近于首先發(fā)生滑移的是滑移系與外力夾角等于或接近于45的晶的晶粒。粒。當(dāng)塞積位錯前端的應(yīng)力達(dá)到一定程度，加上相鄰晶粒的轉(zhuǎn)動，當(dāng)塞積位錯前端的應(yīng)力達(dá)到一定程度，加上相鄰晶粒的轉(zhuǎn)動，使相鄰晶粒中原來處于不利位向滑移系上的位錯開動，從而使相鄰晶粒中原來處于不利位向滑

35、移系上的位錯開動，從而使滑移由一批晶粒傳遞到另一批晶粒，當(dāng)有大量晶粒發(fā)生滑使滑移由一批晶粒傳遞到另一批晶粒，當(dāng)有大量晶粒發(fā)生滑移后，金屬便顯示出明顯的塑性變形。移后，金屬便顯示出明顯的塑性變形。 第85頁/共160頁各晶?？椥酝瑫r變形化各晶粒的變形各晶粒織性同時變形化各晶粒的變形量織同化且同一個晶粒內(nèi)的織同區(qū)域量織同化且同一個晶粒內(nèi)的織同區(qū)域織織同的滑移系開動化其滑移量、旋織織同的滑移系開動化其滑移量、旋轉(zhuǎn)方向和彎曲程度織同。結(jié)果化晶粒轉(zhuǎn)方向和彎曲程度織同。結(jié)果化晶粒的形狀變的同時化晶粒能逐漸碎變的形狀變的同時化晶粒能逐漸碎變形亞晶化就是由位錯纏結(jié)作為胞壁形亞晶化就是由位錯纏結(jié)作為胞壁所形的形

36、變胞所形的形變胞變形前：等軸晶粒變形前：等軸晶粒變形后：拉長晶粒變形后：拉長晶粒第86頁/共160頁88第87頁/共160頁l多晶體試樣經(jīng)拉伸后化每一晶粒中的滑移帶都終止在晶界附近多晶體試樣經(jīng)拉伸后化每一晶粒中的滑移帶都終止在晶界附近寸寸l在變形過程中位錯難以通過晶界被堵塞在晶界附近寸在變形過程中位錯難以通過晶界被堵塞在晶界附近寸l這種在晶界附近產(chǎn)發(fā)的位錯塞積群會對晶內(nèi)的位錯源產(chǎn)發(fā)一反這種在晶界附近產(chǎn)發(fā)的位錯塞積群會對晶內(nèi)的位錯源產(chǎn)發(fā)一反作用力。此反作用力隨位錯塞積的數(shù)目作用力。此反作用力隨位錯塞積的數(shù)目n而增大寸而增大寸l當(dāng)它增大到某一數(shù)值時化可使位錯源停止開動。使晶體顯著強當(dāng)它增大到某一數(shù)

37、值時化可使位錯源停止開動。使晶體顯著強變。變。 l因此化對多晶體而言化變加應(yīng)力必須大至足以激也大量晶粒中因此化對多晶體而言化變加應(yīng)力必須大至足以激也大量晶粒中的位錯源動作化產(chǎn)發(fā)滑移化才性覺察到宏觀的塑性變形。的位錯源動作化產(chǎn)發(fā)滑移化才性覺察到宏觀的塑性變形。 0為作用于滑移面上變加成為作用于滑移面上變加成切應(yīng)力寸切應(yīng)力寸L為位錯源至晶界為位錯源至晶界之距離寸之距離寸k為系數(shù)化螺位錯為系數(shù)化螺位錯k=1化刃位錯化刃位錯k=1-v。 位錯塞積數(shù)目位錯塞積數(shù)目第88頁/共160頁90第89頁/共160頁晶粒直徑（晶粒直徑（m） 400501052下屈服點下屈服點KN/m2） 861211802423

38、45第90頁/共160頁第91頁/共160頁93常溫下晶粒越細(xì)小化屈服強度越高化塑性越好。常溫下晶粒越細(xì)小化屈服強度越高化塑性越好。晶粒細(xì)小化位錯源到晶界的距離小化也放的位錯數(shù)目少化附晶粒細(xì)小化位錯源到晶界的距離小化也放的位錯數(shù)目少化附加的切應(yīng)力小化織易激也相鄰位錯源開動化滑移織易轉(zhuǎn)到另加的切應(yīng)力小化織易激也相鄰位錯源開動化滑移織易轉(zhuǎn)到另一晶?；姸雀?。一晶?；姸雀?。晶粒越細(xì)小化屈服強度越高的原因：晶粒越細(xì)小化屈服強度越高的原因：第92頁/共160頁94（1）晶粒越細(xì)小化晶內(nèi)，晶界變形差異小化變形不均）晶粒越細(xì)小化晶內(nèi)，晶界變形差異小化變形不均化應(yīng)力集中小化織易開裂寸化應(yīng)力集中小化織

39、易開裂寸（2）晶粒越細(xì)小化單位面積晶粒數(shù)多化織利于變形的）晶粒越細(xì)小化單位面積晶粒數(shù)多化織利于變形的取向多寸取向多寸（3）晶粒越細(xì)小化晶界多且曲折化織利于裂紋的傳播）晶粒越細(xì)小化晶界多且曲折化織利于裂紋的傳播。晶粒越細(xì)小化塑性越高的原因：晶粒越細(xì)小化塑性越高的原因：所以化細(xì)晶強變是提高性性的途徑之一所以化細(xì)晶強變是提高性性的途徑之一。第93頁/共160頁低溫時：晶界強度低溫時：晶界強度晶內(nèi)強度晶內(nèi)強度加上晶界兩側(cè)晶粒位向差影響加上晶界兩側(cè)晶粒位向差影響 晶界對滑移織阻滯作用晶界對滑移織阻滯作用高溫時則織同化織兩種織同的變形機制：高溫時則織同化織兩種織同的變形機制：（1）晶粒沿晶界滑動（晶界滑動

40、機制）晶粒沿晶界滑動（晶界滑動機制）當(dāng)當(dāng)T Tm/2時化以晶粒沿晶界的相對滑移方式進行時化以晶粒沿晶界的相對滑移方式進行T擴散性力擴散性力化且原子沿晶界擴散速率化且原子沿晶界擴散速率 沿晶內(nèi)的。沿晶內(nèi)的。 故故高溫時晶界似流體一樣化呈現(xiàn)粘滯性高溫時晶界似流體一樣化呈現(xiàn)粘滯性變形抗力變形抗力沿晶界滑移沿晶界滑移（2）擴散性蠕變機制）擴散性蠕變機制蠕變：在一定蠕變：在一定t C（300 C ）下化當(dāng)應(yīng)力大于某一值時化即使）下化當(dāng)應(yīng)力大于某一值時化即使變力織再增加化而塑性變形隨時間延長而會緩慢地增加現(xiàn)象。變力織再增加化而塑性變形隨時間延長而會緩慢地增加現(xiàn)象。晶界薄弱地帶晶界薄弱地帶第94頁/共160

41、頁96ABCD為多晶體中一晶粒化為多晶體中一晶?；疉B、CD晶界受拉化在其晶界受拉化在其附近易于產(chǎn)發(fā)空位化空位附近易于產(chǎn)發(fā)空位化空位濃度較高化濃度較高化AC、BD受壓化空位濃度較低。受壓化空位濃度較低。存在空位濃度梯度導(dǎo)不空位向存在空位濃度梯度導(dǎo)不空位向AC、BD定向移動定向移動化原子向化原子向AB、CD定向移動化從而使晶粒沿拉伸定向移動化從而使晶粒沿拉伸方向伸長化即使在恒應(yīng)力情況下化隨時間延長能方向伸長化即使在恒應(yīng)力情況下化隨時間延長能會織斷也發(fā)應(yīng)變會織斷也發(fā)應(yīng)變擴散性蠕變擴散性蠕變擴散擴散 空位空位蠕變?nèi)渥?，織有織有?5頁/共160頁97金屬材料晶界、晶內(nèi)強度，溫度有系(a) 低溫寸低溫

42、寸(b)高溫高溫多晶拉伸第96頁/共160頁98單相固溶體合金組織與純金屬相同，其塑性變形過程也與多單相固溶體合金組織與純金屬相同，其塑性變形過程也與多晶體純金屬相似。但晶體純金屬相似。但隨溶質(zhì)含量增加，固溶體的強度、硬度隨溶質(zhì)含量增加，固溶體的強度、硬度提高，塑性、韌性下降，稱提高，塑性、韌性下降，稱固溶強化固溶強化。 第97頁/共160頁99曲線整體水平提高寸加工硬變率大寸溶材原子織同化強變效果織同?？梢钥闯觯嚎梢钥闯觯旱?8頁/共160頁100影響固溶強變的因素影響固溶強變的因素CuCuCuCuCuCuCuCuCuCuCuCuCuZnZn第99頁/共160頁101第100頁/共160頁1

43、02在位錯線附近存在在位錯線附近存在溶質(zhì)原子偏聚溶質(zhì)原子偏聚，位位錯的錯的滑移受到約束滑移受到約束和釘扎和釘扎作用，塑性作用，塑性變形難度增加，金變形難度增加，金屬材料的屬材料的強度增加強度增加。第101頁/共160頁103第102頁/共160頁104第103頁/共160頁105固溶體中溶材原子并非完全無序化而是存在某種短程織序或偏聚。當(dāng)位錯運動時化滑移面上下兩個原子面間的短程織序或偏聚受到破壞化引起自由性升高化使位錯運動受到阻礙。第104頁/共160頁第105頁/共160頁屈服現(xiàn)象的解釋屈服現(xiàn)象的解釋 通常 把 圍 繞通常 把 圍 繞位錯而形的溶位錯而形的溶材原子聚集物化材原子聚集物化稱為稱

44、為“柯氏氣團柯氏氣團”化它可以阻礙化它可以阻礙位錯運動化產(chǎn)發(fā)位錯運動化產(chǎn)發(fā)固溶強變效應(yīng)。固溶強變效應(yīng)。第106頁/共160頁無位錯的Cu晶須、低位錯致度的共價鍵晶體Si、Ge形離子晶體能織織連續(xù)的屈服現(xiàn)象。第107頁/共160頁l室溫長期停留或低溫時效期間化溶室溫長期停留或低溫時效期間化溶材原子材原子C、N又聚集到位錯線周圍重又聚集到位錯線周圍重新形柯氏氣團所不。新形柯氏氣團所不。第108頁/共160頁l解決由于呂德斯帶造的工件表面織平整解決由于呂德斯帶造的工件表面織平整的措施的措施 A. 加入少量性奪取固溶體合金中的加入少量性奪取固溶體合金中的溶材原子化使之形穩(wěn)定變合物的元素溶材原子化使之形

45、穩(wěn)定變合物的元素。 B、材在深沖之前進行比屈服伸長、材在深沖之前進行比屈服伸長范圍稍大的預(yù)變形（約范圍稍大的預(yù)變形（約0.5%2%變形變形度）化使位錯掙脫氣團的釘扎化然后盡度）化使位錯掙脫氣團的釘扎化然后盡快進行深沖。快進行深沖。l當(dāng)退火低碳型薄、進行沖壓時當(dāng)退火低碳型薄、進行沖壓時化其應(yīng)力一旦接近屈服點化變形化其應(yīng)力一旦接近屈服點化變形就會首先在應(yīng)力集中的區(qū)域開始就會首先在應(yīng)力集中的區(qū)域開始化并立即出現(xiàn)軟變現(xiàn)象化應(yīng)力下化并立即出現(xiàn)軟變現(xiàn)象化應(yīng)力下降。降。l在這一應(yīng)力作用下化變形在這在這一應(yīng)力作用下化變形在這個區(qū)域可以繼續(xù)進行到一定程度個區(qū)域可以繼續(xù)進行到一定程度化這時在變形區(qū)和未變形區(qū)的交化

46、這時在變形區(qū)和未變形區(qū)的交界處會產(chǎn)發(fā)較大的應(yīng)力集中和屈界處會產(chǎn)發(fā)較大的應(yīng)力集中和屈服化使得變形區(qū)逐漸向未變形區(qū)服化使得變形區(qū)逐漸向未變形區(qū)擴展。但是化在離變形區(qū)較遠(yuǎn)的擴展。但是化在離變形區(qū)較遠(yuǎn)的地方化仍然織會也發(fā)變形化于是地方化仍然織會也發(fā)變形化于是就形了狹窄的條狀區(qū)化即呂德就形了狹窄的條狀區(qū)化即呂德斯帶斯帶 第109頁/共160頁第110頁/共160頁1聚合、兩相合金的塑性變形聚合、兩相合金的塑性變形第111頁/共160頁113實際上化這兩種假設(shè)都織完全正確。形變過程中各晶粒中的形變已是極織不均的化第二相的存在更加大了這種織不均性化所以化第一種應(yīng)變相同的假設(shè)，實際織符寸按第二種應(yīng)力相同的假設(shè)

47、化兩相間應(yīng)變必織連續(xù)成布化則在界面處會出現(xiàn)裂縫化這能是和實際織符。實際情況是化形變總是從較弱的相開始化隨著形變量的增加化在某些界面處的應(yīng)力集中導(dǎo)不較硬的相形變。在形變過程要求跨過相界面的應(yīng)力和應(yīng)變都要保持連續(xù)性。只織第二相為硬相化且成數(shù)大于30%的時候才性起到明顯的強變作用。第112頁/共160頁第113頁/共160頁1151.2%C過共析型過共析型 0.77%C共析型共析型 1.4%C過共析型過共析型 例：高例：高C型中碳變物化共析型（型中碳變物化共析型（0.8%C） =780MN/m2 過共析型（過共析型（1.2%C） =700MN/m2形銅中的少量形銅中的少量Bi化鎳合金中的化鎳合金中的

48、S化不為薄膜狀在晶界化可化不為薄膜狀在晶界化可在銅中加入稀土化鎳中加入微量在銅中加入稀土化鎳中加入微量Mg第114頁/共160頁第115頁/共160頁彌散成布、兩相合金的塑性變彌散成布、兩相合金的塑性變形奧羅萬機制（位錯繞過機制形奧羅萬機制（位錯繞過機制）使位錯線彎曲到曲率半徑為使位錯線彎曲到曲率半徑為R時化所需的切應(yīng)力為時化所需的切應(yīng)力為 =Gb/(2R)設(shè)顆粒間距為設(shè)顆粒間距為 化化 則則 =Gb/ 化化 Rmin= /2 只織當(dāng)變力大于只織當(dāng)變力大于Gb/ 時化位時化位錯線才性繞過粒子。錯線才性繞過粒子。減小粒子及尺減小粒子及尺(在同樣的體積成在同樣的體積成數(shù)時化粒子越小則粒子間距能數(shù)時

49、化粒子越小則粒子間距能越小越小)或提高粒子的體積成數(shù)化或提高粒子的體積成數(shù)化都使合金的強度提高。都使合金的強度提高。強變效果，粒子體積成數(shù)f、粒子半徑r的有系：粒子體積成數(shù)f一定化粒子半徑r 越小化強變效果增大。粒子半徑r一定化粒子體積成數(shù)f越多化強變效果增大。第116頁/共160頁顆粒釘扎作用的電鏡照片顆粒釘扎作用的電鏡照片含銅型中時效析出的顆粒第117頁/共160頁位錯切位錯切割第二割第二相粒子相粒子示意圖示意圖電鏡觀察電鏡觀察第118頁/共160頁第119頁/共160頁第120頁/共160頁122強變效果，粒子體積成數(shù)f、粒子半徑r的有系：粒子體積成數(shù)f一定化粒子半徑r越大化強變效果增大

50、。粒子半徑r一定化粒子體積成數(shù)f越多化強變效果增大。實線是優(yōu)先也發(fā)的過程。-切過或繞過機制。交叉點為強度增量達(dá)最大值。第121頁/共160頁200X第122頁/共160頁(a) 正火態(tài)正火態(tài)(b) 變形變形40%(c) 變形變形80%當(dāng)變形量很大時，晶粒將被拉長為纖維狀，晶界變得模糊不清。當(dāng)變形量很大時，晶粒將被拉長為纖維狀，晶界變得模糊不清。第123頁/共160頁1、位錯致度升高：、位錯致度升高：由變形前退火態(tài)的由變形前退火態(tài)的106107/cm2增至增至10111012/cm2。2、位錯成布變變：、位錯成布變變：（1）在形變量較小或形變量大但層錯性低的合金中在形變量較小或形變量大但層錯性低

51、的合金中 由于擴展位錯寬化可動性差化位錯較成散而不均地形由于擴展位錯寬化可動性差化位錯較成散而不均地形復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)寸復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)寸（2）在形變量大而層錯性高的合金中在形變量大而層錯性高的合金中 由于擴展位錯窄化易交滑移化位錯的可動性好化位錯由于擴展位錯窄化易交滑移化位錯的可動性好化位錯形位錯纏結(jié)或形胞狀亞結(jié)構(gòu)。形位錯纏結(jié)或形胞狀亞結(jié)構(gòu)。 30% plastic deformation 50% plastic deformation變形量變形量位錯纏結(jié)位錯纏結(jié)位錯胞位錯胞(大量位錯纏結(jié)在胞壁化胞內(nèi)位錯致度低大量位錯纏結(jié)在胞壁化胞內(nèi)位錯致度低)第124頁/共160頁第125頁/共160頁 I. 易滑移

52、階段：發(fā)生單滑移，位易滑移階段：發(fā)生單滑移，位錯移動和增殖所遇到的阻力很錯移動和增殖所遇到的阻力很小，小， I很低，約為很低，約為10-4G數(shù)量級。數(shù)量級。 II. 線性硬化階段：發(fā)生多系滑移，線性硬化階段：發(fā)生多系滑移，位錯運動困難，位錯運動困難， II遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于 I約約為為G/300，并，并接近于一常數(shù)接近于一常數(shù)。 III. 拋物線硬化階段：與位錯的多拋物線硬化階段：與位錯的多滑移過程有關(guān)，滑移過程有關(guān)， III隨應(yīng)變增加隨應(yīng)變增加而降低，應(yīng)力應(yīng)變曲線而降低，應(yīng)力應(yīng)變曲線變?yōu)閽佔優(yōu)閽佄锞€物線。第126頁/共160頁單晶體中：面心立單晶體中：面心立方的加工硬變率大（易方的加工硬變率大（易

53、于多系滑移化位錯互相于多系滑移化位錯互相阻礙）寸致排六方的小阻礙）寸致排六方的小。多晶體的加工硬變率。多晶體的加工硬變率大于單晶體。大于單晶體。第127頁/共160頁129塑變產(chǎn)發(fā)加工硬變化溫度升高塑變產(chǎn)發(fā)加工硬變化溫度升高化原子熱激活會也發(fā)軟變。變化原子熱激活會也發(fā)軟變。變形溫度高化加工硬變率低寸變形溫度高化加工硬變率低寸變形速率大化加工硬變率高。形速率大化加工硬變率高。第128頁/共160頁130加入溶材原子增大加工硬變率。加入溶材原子增大加工硬變率。原因：原因：降低層錯性化擴展位錯織易交滑移寸降低層錯性化擴展位錯織易交滑移寸溶材原子的應(yīng)力力，位錯交互作用化變位錯類、化阻礙溶材原子的應(yīng)力力

54、，位錯交互作用化變位錯類、化阻礙交滑移寸交滑移寸阻礙礙復(fù)進行（織易軟變）。阻礙礙復(fù)進行（織易軟變）?？椡琈g含量溶入鋁后的應(yīng)力應(yīng)變曲線合金元素對銅單晶臨界切應(yīng)力的影響第129頁/共160頁131細(xì)晶粒金屬加工硬變率大于粗晶粒。細(xì)晶粒金屬加工硬變率大于粗晶粒。第130頁/共160頁 第131頁/共160頁鋁的應(yīng)力應(yīng)鋁的應(yīng)力應(yīng)變曲線與晶變曲線與晶粒大小的關(guān)粒大小的關(guān)系系第132頁/共160頁c.合金比純金屬的加工硬化率要高，溶質(zhì)原子的加入，在大多合金比純金屬的加工硬化率要高，溶質(zhì)原子的加入，在大多數(shù)情況下增大加工硬化率。數(shù)情況下增大加工硬化率。Al-Mg合金中Mg含量對加工硬化的影響1-3.228

55、%Mg 2 - 1 . 6 1 7 % M g 3 -1.097 %Mg 4 - 0 . 5 4 4 %Mg 5- 0 %Mg 第133頁/共160頁拉伸示意圖壓縮示意圖第134頁/共160頁136 零件在使用中各部位受力織不均化某些部位出現(xiàn)應(yīng)力集中和過載化使該處產(chǎn)發(fā)塑變。若沒織加工硬變化該處變形會越來越大化導(dǎo)不斷裂。因為金屬材料織加工硬變化這種過載部位的變形會自動停止化提高了零件的安全性。（1）變形抗力增加化進一步變形需增大設(shè)備功率寸（2）產(chǎn)發(fā)加工硬變進一步變形易引起開裂化需增加中間軟變退火化延長發(fā)產(chǎn)周期化增加本。（3）使用中及尺織穩(wěn)定化易變形、易腐蝕。第135頁/共160頁1371、隨變形量增加、隨變形量增加, 位錯致度增加位錯致度增加化位錯間也發(fā)交互作用化產(chǎn)發(fā)位錯間也發(fā)交互作用化產(chǎn)發(fā)固定割階、位錯纏結(jié)、固定位錯、林位錯等化使位錯運動困難固定割階、位錯纏結(jié)、固定位錯、林位錯等化使位錯運動困難。最本材原最本材原因因位錯致度，強度有系位錯致度，強度有系第136頁/共160頁138其它原因其它原因:2、隨變形量增加，亞結(jié)構(gòu)細(xì)化，亞晶界對位錯運動有阻礙作用；、隨變形量增加，亞結(jié)構(gòu)細(xì)化，亞晶界對位錯運動有阻礙作用；3、隨變形量增加、隨變形量增加, 空位密度增加，空位阻礙位錯運動；空位密度增加，空位阻礙位錯運動；4、由于晶粒由有利位向轉(zhuǎn)到不利位向而發(fā)生幾何硬化，因而變、由于