Chapter 6 金屬及合金的塑性變形與斷裂

本章目的1闡明金屬塑性變形的主要特點及本質(zhì)2指出塑性變形對金屬組織和性能的影響3揭示加工硬化的本質(zhì)與意義4了解斷裂韌度及其應(yīng)用第六章金屬及合金的塑性變形與斷裂1拉伸曲線及其所反映的常規(guī)機(jī)械性能指標(biāo)2塑性變形的宏觀變形規(guī)律與微觀機(jī)制3加工硬化的本質(zhì)及實際意義4塑性變形對金屬與合金組織、性能的影響5金屬材料的強化機(jī)制6斷裂韌度及其應(yīng)用本章重點第六章金屬及合金的塑性變形與斷裂為什么研究塑性變形？塑性變形及隨后的加熱對金屬材料組織和性能有顯著的影響.了解塑性變形的本質(zhì),塑性變形及加熱時組織的變化，有助于發(fā)揮金屬的性能潛力，正確確定加工工藝.§6-1金屬的變形特性金屬在外力作用下的變形過程分為彈性變形、彈塑性變形和斷裂三個連續(xù)的階段。一、工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線低碳鋼應(yīng)力應(yīng)變曲線工程應(yīng)力：工程應(yīng)變L0－試樣的原始標(biāo)距長度；L－變形后的長度1：退火低碳鋼2：正火中碳鋼3：高碳鋼彈性模量基本相同1：有機(jī)玻璃硬而脆2：纖維增強熱固塑料硬而強3：尼龍硬而韌4：聚四氟乙烯軟而韌σ-ε形式與材料塑性有關(guān)變形指標(biāo)：彈性極限(σe)：材料保持最大彈性變形的最大應(yīng)力值。屈服極限(σs或σ0.2)：材料發(fā)生塑性變形的最小應(yīng)力值。強度極限(σb)：材料發(fā)生塑性變形的最大應(yīng)力值。斷裂極限(σK)：表示材料對塑性變性的極限抗力。延伸率（δ）：表示殘余總變形量△LK為原始長度L0之比。斷面收縮率（ψ）：表示試樣橫截面積A0與斷裂時的橫截面積AK之差于A0之比。σe、σS、σb、σK為強度指標(biāo)，δ、ψ為塑性指標(biāo)。二、真應(yīng)力－應(yīng)變曲線真實應(yīng)力：真實應(yīng)變：真應(yīng)力－應(yīng)變曲線與工程應(yīng)力－應(yīng)變曲線的區(qū)別是：工程應(yīng)力—應(yīng)變曲線中“頸縮”現(xiàn)象掩蓋了“加工硬化”在真應(yīng)力－應(yīng)變曲線的均勻塑性變形階段稱為流變曲線。真應(yīng)力-真應(yīng)變關(guān)系σT－真應(yīng)力；εT－真應(yīng)變；n-形變強化指數(shù)；K－常數(shù)表征金屬均勻變形階段的強化能力，n值越大，變形時的強化效果越顯著。fcc結(jié)構(gòu)的金屬n值較大;bcc結(jié)構(gòu)較小，hcp結(jié)構(gòu)最小。三、金屬的彈性變形晶體發(fā)生彈性變形時，應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系、去掉外力后，應(yīng)變完全消失，晶體恢復(fù)到未變形狀態(tài)。彈性變形階段應(yīng)力與應(yīng)變服從虎克定律：正應(yīng)力切應(yīng)力σ

=Eε

τ

＝Gυσ－正應(yīng)力；τ－切應(yīng)力；ε－正應(yīng)變；υ－切應(yīng)變；E－彈性模量G－切變模量彈性模量與剛度σ=E·ε；τ=G·γ；E為抵抗正應(yīng)變的彈性模量，G為抵抗切應(yīng)變的彈性模量，兩者的關(guān)系為：G＝E／2(1+),其中為泊松(Poisson)比。意義：⑴拉伸曲線上，斜率；⑵彈性變形難易；⑶組織不敏感：取決于原子間結(jié)合力材料種類；晶格常數(shù)；原子間距剛度：構(gòu)件剛度：A·E——彈性變形難易材料剛度：E§6-2單晶體的塑性變形單晶體受力后，外力在任何晶面上都可分解為正應(yīng)力和切應(yīng)力。正應(yīng)力只能引起彈性變形及解理斷裂。只有在切應(yīng)力的作用下金屬晶體才能產(chǎn)生塑性變形。單晶體金屬的塑性變形外力在晶面上的分解切應(yīng)力作用下的變形鋅單晶的拉伸照片應(yīng)力超過彈性極限，金屬將產(chǎn)生塑性變形。一、滑移（一）滑移及滑移帶滑移是指晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對于另一部分發(fā)生滑動位移的現(xiàn)象。塑性變形的形式：滑移和孿生。金屬常以滑移方式發(fā)生塑性變形。

（一）滑移帶銅拉伸試樣表面滑移帶滑移時，晶體兩部分的相對位移量是原子間距的整數(shù)倍.滑移的結(jié)果在晶體表面形成臺階，稱滑移線，若干條滑移線組成一個滑移帶。

（二）滑移系滑移是沿著一定的晶面和該面上一定的晶向進(jìn)行的，此晶面稱為滑移面，此晶向稱為滑移方向。一個滑移面和此面上的一個滑移方向組成一個滑移系。其他條件相同時，金屬晶體中的滑移系越多，則滑移時可供采取的空間取向便越多，金屬的塑性就越好?；葡导捌涠嗌僦饕徒饘倬w結(jié)構(gòu)有關(guān)。滑移面和滑移方向通常都是原子排列最密的晶面和晶向。這是因為晶體中原子密度最大的晶面上，原子間的結(jié)合力最強，而面與面之間的距離最大，所以這些面之間的結(jié)合力最弱，最容易相對滑動。同理，沿原子密度最大的晶向滑動時阻力也最小。不絕對，隨著成分、溫度等條件的改變，其他晶面也可能成為滑移面。每一種晶格類型的金屬都具有特定的滑移系。面心立方金屬(如Al、Cu)的滑移系由{111}，<110>組成。4×3＝1212個滑移系。體心立方金屬(如α-Fe、Mo)的滑移系由{110}，<111>組成。6×2＝12組12個滑移系?；剖窃趲捉M較密排的面上進(jìn)行，但滑移方向總是<111>,故滑移系的數(shù)目可能很多。密排六方金屬的滑移系即為{0001}<1120>，1×3＝3組三個。三種常見金屬晶體結(jié)構(gòu)的滑移系滑移系數(shù)目的實際意義——判斷塑性變形能力①滑移系數(shù)目愈多，塑性愈好②滑移系數(shù)相同時，滑移方向多者塑性較好塑性排序：f.c.c>b.c.c>h.c.p（三）滑移的臨界分切應(yīng)力滑移是在切應(yīng)力作用下發(fā)生的，當(dāng)晶體受外力時，晶體中的某個滑移系是否發(fā)生滑移，取決于在此滑移系上的分切應(yīng)力的大小，當(dāng)分切應(yīng)力達(dá)到某一臨界值時，滑移才能開始，通常把開始滑移所需的最小分切應(yīng)力，稱為臨界分切應(yīng)力（τc）。其數(shù)值與金屬的本性、變形溫度和加載速度等因素有關(guān)，而與外力相對于滑移系的取向無關(guān)。（三）滑移時的臨界分切應(yīng)力（τK）設(shè)對一圓柱試樣進(jìn)行拉伸，已知截面積為A,外力為F；滑移面面積為A’,滑移面的法向為N，F(xiàn)與N夾角為φ，滑移方向為τ，τ與F夾角為λ.為在滑移面上沿滑移方向的分切應(yīng)力式中σ為拉伸方向上的正應(yīng)力，cosφcosλ為取向因子（orientationfactor），F(xiàn)當(dāng)外力F增加，使拉應(yīng)力F/A達(dá)到屈服極限σs時，這時該滑移系中的分切應(yīng)力達(dá)到臨界值τc，晶體就在該滑移系上開始滑移，臨界分切應(yīng)力為：當(dāng)外力軸與滑移面法線方向、滑移方向夾角φ=45o時，cosφcosλ=0.5，此取向最有利于滑移，即以最小的拉應(yīng)力就能達(dá)到滑移所需的分切應(yīng)力，稱此取向為軟取向。當(dāng)外力與滑移面平行或垂直時(φ=90o或φ=0o），則σs→∞，晶體無法滑移，稱此取向為硬取向。取向因子cosφcosλ對σs的影響在只有一組滑移面的密排六方結(jié)構(gòu)中尤為明顯。

τc取決于晶體中原子間的結(jié)合力，即與晶體的類型、純度（雜質(zhì)）、溫度以及變形速度有關(guān)，與外力無關(guān)。（四）滑移時晶體的轉(zhuǎn)動晶體滑移滑移面上發(fā)生相對位移晶體轉(zhuǎn)動（空間取向發(fā)生變化）在拉伸時使滑移面和滑移方向逐漸轉(zhuǎn)到與應(yīng)力軸平行在壓縮時使滑移面和滑移方向逐漸轉(zhuǎn)到與應(yīng)力軸垂直

幾何軟化：當(dāng)φ角由90o轉(zhuǎn)向45o角時，σs↓，滑移系由硬取向轉(zhuǎn)向軟取向,使滑移易于進(jìn)行。幾何硬化：當(dāng)φ角由45o轉(zhuǎn)向90o角或Oo時σS↑，滑移系由軟取向轉(zhuǎn)向硬取向,使滑移難于進(jìn)行。實際金屬由多晶體構(gòu)成，通過晶體的轉(zhuǎn)動和旋轉(zhuǎn)，原來取向有利的晶粒(單晶體)經(jīng)過一定量塑性變形后取向不利，停止塑性變形；原來取向不利的晶粒經(jīng)過旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動取向變?yōu)橛欣?，開始塑性變形——循環(huán)往復(fù)后可使塑性變形更均勻晶體轉(zhuǎn)動和旋轉(zhuǎn)的意義（五）多系滑移外力下，滑移首先發(fā)生在分切應(yīng)力最大，且τ≥τc的滑移系-原始滑移系上。但由于伴隨晶體轉(zhuǎn)動→空間位向變化→另一組取向不利（硬取向）滑移系逐漸轉(zhuǎn)向比較有利的取向（軟取向），從而開始滑移，形成兩組（或多組）滑移系同時進(jìn)行或交替進(jìn)行，稱為多系滑移。晶體在τ作用下兩組或多組滑移系在不同滑移面上同時或交替地沿同一滑移方向進(jìn)行的滑移，稱為交滑移只有螺型位錯才可以進(jìn)行交滑移。多滑移和交滑移多滑移意義：滑移的本質(zhì)是借助位錯線的逐步運動。多滑移時不同方向的位錯線相交割，互為阻礙→難滑移，促進(jìn)加工硬化交滑移的意義：當(dāng)位錯沿一個滑移面的移動受阻時，可通過攀移，轉(zhuǎn)移到另一個面繼續(xù)滑移→易滑移→使滑移方向靈活，可降低脆性不同合金加工硬化效果不同單系滑移

多系滑移

交滑移多系滑移2滑移特點⑴滑移變形是不均勻的切變⑵發(fā)生在最密排晶面，滑移方向為最密排晶向⑶只在切應(yīng)力下發(fā)生，存在臨界分切應(yīng)力⑷滑移兩部分相對移動的距離是原子間距的整數(shù)倍，滑移后滑移面兩邊的晶體位向仍保持一致⑸伴隨晶體的轉(zhuǎn)動和旋轉(zhuǎn)(6)隨滑移加劇，存在多滑移和交滑移現(xiàn)象例如銅，τ理=1500MPa但τ實=0.98MPa，兩者相差1500倍——剛性移動模型失敗，應(yīng)有更省力方式——位錯學(xué)說的產(chǎn)生晶體的滑移是位錯在切應(yīng)力的作用下沿著滑移面逐步移動的結(jié)果。根據(jù)原子剛性移動模型,依據(jù)虎克定律（六）滑移的位錯機(jī)制1.位錯的運動與晶體的滑移（1）位錯的運動滑移臺階完整晶體有缺陷晶體——位錯學(xué)說的產(chǎn)生位錯學(xué)說①晶體內(nèi)部存在某類缺陷——位錯②塑性變形依靠位錯的逐步運動。非單個位錯原子列作原子間距的完整跳躍，而是位錯中心附近少數(shù)原子作遠(yuǎn)小于原子間距的彈性偏移實現(xiàn)——滑移的本質(zhì)——τ實〈〈τ理的原因——實際金屬強度遠(yuǎn)小于理想結(jié)構(gòu)金屬強度

（2）晶體的滑移2.位錯增殖形成一條滑移線需要上千個位錯，塑性變形產(chǎn)生的大量滑移帶需要極多的位錯。（1）位錯增殖理論產(chǎn)生的背景退火態(tài)ρ位錯≈1010m-2塑性變形中位錯運動并最終消失于晶體表面，故冷變形后位錯密度應(yīng)極大降低實際冷變形后：ρ位錯≈1015~1016m-2——位錯增殖學(xué)說弓出蜷曲DD′τ位錯源弗蘭克-瑞德位錯源增殖機(jī)制位錯環(huán)DD′位錯源

3.位錯的交割與塞積多滑移時，各滑移面相交，在不同滑移面上運動的位錯必然相遇，發(fā)生相互交割。①不在同一滑移面上的位錯相遇發(fā)生交割，形成割階→位錯線長度增加帶割階的位錯運動困難→加工硬化的主要原因②雜質(zhì)、晶界、固定位錯阻礙位錯運行，導(dǎo)致位錯塞積，并在障礙物的前端形成應(yīng)力集中。孿生是發(fā)生在晶體內(nèi)部的均勻切變過程，總是沿晶體的一定晶面(孿晶面)，沿一定方向(孿生方向)發(fā)生，變形后晶體的變形部分與末變形部分以孿晶面為分界面，構(gòu)成了鏡面對稱的位向關(guān)系．金相顯微鏡下一般呈帶狀，有時為透鏡狀。二、孿生孿晶帶孿生面孿生面EBSD觀察到的鎂合金AZ31的變形孿晶鋅中的變形孿晶100×孿生的臨界分切應(yīng)力比滑移的臨界分切應(yīng)力大的多，只有在滑移很難進(jìn)行的條件下才進(jìn)行孿生變形。2孿生特點①均勻切變②孿生前后變形部分晶體位向改變，兩部分之間以孿生面為鏡面對稱③切變區(qū)域內(nèi)與孿晶面平行的每層原子的切變量與它距孿晶面的距離呈正比，相鄰原子間的相對位移為原子間距的分?jǐn)?shù)倍④存在臨界分切應(yīng)力:τ孿>>τ滑

⑤變形速度極快，聲響，變形量小滑移與孿生切變位移量切應(yīng)力塑變量變形速度滑移不均勻整數(shù)倍小大慢孿生均勻分?jǐn)?shù)倍大小快§6-3多晶體的塑性變形除極少數(shù)場合，實際中金屬材料大部分為多晶體。多晶體與單晶體的區(qū)別晶粒間存在晶界；晶粒的位向不同一、多晶體的變形過程多晶體中首先發(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，使相鄰晶粒中原來處于不利位向滑移系上的位錯開動，從而使滑移有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。多晶體變形的特點（1）各晶粒變形的不同時性（2）晶粒之間變形的協(xié)調(diào)性多晶體各晶粒處于周圍晶粒的包圍之中,各晶粒的變形需要相互協(xié)調(diào)并相互制約,為使各晶粒協(xié)調(diào)變形,除主滑移系外周圍至少有5個獨立滑移系同時啟動,才能保持變形的連續(xù)性。fcc和bcc滑移系較多,能夠滿足此條件,因此fcc和bcc較hcp塑性好。因此,晶粒越細(xì),協(xié)調(diào)越困難,材料的強度越高（3）多晶體變形的不均勻性由于各晶粒的位向不同使得各晶粒不會同時屈服，從而造成各晶粒變形程度的不同，變形不均勻。（4）晶界對變形的阻礙作用1.晶界的特點：原子排列不規(guī)則,分布有大量缺陷。2.晶界對變形的影響:滑移、孿生多終止于晶界,易于形成位錯塞積，位錯極少穿過，從而阻礙了位錯的運動。多晶體的變形常常出現(xiàn)竹節(jié)狀結(jié)構(gòu)。1.細(xì)晶強化：晶粒越細(xì)，強度、硬度越高、塑性、韌性越好。2細(xì)晶強化及其原因：細(xì)晶強化－由于變質(zhì)處理、相變等使晶粒細(xì)化造成材料的強度、硬度高，塑性及韌性好的現(xiàn)象。屈服強度與晶粒直徑的關(guān)系由霍爾－配奇公式可知：

s-材料的屈服強度

K-晶界對強度影響程度的常數(shù)

d-晶粒的平均直徑二、晶粒大小對塑性變形的影響材料的晶粒越細(xì)小，強度、硬度越高，原因有二：①晶粒間協(xié)調(diào)變形；d↓,不同位向晶粒個數(shù)越多，各晶粒位向不同，作用于各晶?；葡瞪系姆智袘?yīng)力相差較大，有利位向晶粒受不利位向晶粒的制約越大，因此晶粒越細(xì)，強度、硬度↑。②晶界阻礙位錯的運動：晶粒越細(xì)，d↓，晶界面積越大，位錯運動阻力越大，s↑硬度↑。塑性、韌性好晶粒越細(xì)，每一個晶粒變形較均勻，不易產(chǎn)生應(yīng)力集中；晶粒越細(xì)，晶界曲折多彎，不利于裂紋擴(kuò)展，使材料在斷裂前能夠承受較大塑性變形，從而保持良好的塑性和韌性。低碳鋼的屈服強度與晶粒大小之間的關(guān)系銅和鋁的屈服強度與亞晶尺寸之間的關(guān)系三、多晶體的屈服強度高于單晶體純鋅的拉伸曲線

單晶:只要外力作用在滑移面上的滑移方向的分切應(yīng)力大于或等于臨界分切應(yīng)力時，便可以屈服滑移。多晶:多晶體的各晶粒①變形的不均勻性；②不同位向的晶粒需要相互協(xié)調(diào)③晶界阻止位錯的運動，從而使多晶體的變形困難，多晶體的屈服強度高于單晶體?！?-4合金的塑性變形合金可根據(jù)組織分為單相固溶體和多相混合物兩種.合金元素的存在，使合金的變形與純金屬顯著不同.珠光體奧氏體一、單相固溶體合金的塑性變形與固溶強化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，稱固溶強化。固溶強化的實質(zhì)固溶強化的實質(zhì)是溶質(zhì)原子與位錯的彈性交互作用阻礙了位錯的運動。即溶質(zhì)原子與位錯彈性交互作用的結(jié)果，如下圖所示，使溶質(zhì)原子趨于聚集在位錯的周圍，以減小畸變，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，此即稱為柯氏(cotrell)氣團(tuán)。顯然，柯氏氣團(tuán)對位錯有“釘扎”作用。為了使位錯掙脫氣團(tuán)而運動，必須施加更大的外力。因此，固溶體合金的塑性變形抗力要高于純金屬。產(chǎn)生固溶強化的原因，是由于溶質(zhì)原子與位錯相互作用的結(jié)果，溶質(zhì)原子不僅使晶格發(fā)生畸變，而且易被吸附在位錯附近形成柯氏氣團(tuán)，使位錯被釘扎住，位錯要脫釘，則必須增加外力，從而使變形抗力提高.Cu-Ni合金成分與性能關(guān)系固溶強化的規(guī)律①在固溶體的溶解度范圍內(nèi)，溶質(zhì)原子的濃度越高，強化作用越大。②溶質(zhì)、溶劑原子尺寸差別越大，強化效果越大。③間隙固溶體強化效果好于置換固溶體。④溶質(zhì)與溶劑價電子數(shù)相差越大，固溶強化越大。當(dāng)合金的組織由多相混合物組成時，合金的塑性變形除與合金基體的性質(zhì)有關(guān)外，還與第二相的性質(zhì)、形態(tài)、大小、數(shù)量和分布有關(guān)。第二相可以是純金屬、固溶體或化合物，工業(yè)合金中第二相多數(shù)是化合物。+鈦合金(固溶體第二相)二、多相合金的塑性變形多相合金的組織主要分兩類：1.兩相性能接近；2.兩相性能相差很大.兩相晶粒尺寸相近，塑性相近按強度分?jǐn)?shù)相加計算(等應(yīng)力、等應(yīng)變模型)近似公式：＝-兩相的體積分?jǐn)?shù)-兩相的強度極限兩相性能相近的合金其強度取決于兩相的體積分?jǐn)?shù)bbaasjsj+sajbjasbs（一）兩相性能接近硬而脆的第二相呈連續(xù)網(wǎng)狀分布在塑性相的晶界上這種分布情況最惡劣，脆性相把塑性相分割開，阻礙其變形，使合金的塑性和韌性急劇下降，脆性相越多，合金的塑性就越差，甚至強度也隨之下降。軟基體＋硬脆第二相：合金的性能主要取決于脆性第二相的形狀、數(shù)量和分布。只有基體相才能發(fā)生塑性變形，脆性相限制基體的塑性變形。（二）合金中兩相的性能相差很大珠光體s-P的屈服強度i-F的屈服強度Ks-常數(shù)s0-珠光體片間距210-+=sKsisss2.脆性的第二相呈片狀或?qū)訝罘植荚谒苄韵嗷w上硬脆相呈片狀分布時為強化相。如珠光體中的Fe3C呈片狀為強化相，F(xiàn)e3C%越多，P的強度、硬度越高，塑性、韌性較低。45鋼的強度大于20鋼。由于過飽和固溶體的沉淀析出的第二相在晶內(nèi)呈顆粒狀彌散分布時，如果第二相顆粒越細(xì)，分布越均勻，合金的強度、硬度越高，塑性、韌性略有下降，這種強化方法稱彌散強化或沉淀強化。在含碳量相同時P呈粒狀比片層狀P硬度、強度較低而塑性、韌性好，因此具有較好的綜合性能(如粒狀P加工性能好于片狀P)。3.脆性相在塑性相中呈顆粒狀分布根據(jù)第二相顆粒是否可以變形,有兩種強化機(jī)制：（1）位錯繞過機(jī)制-對于不可變形微粒位錯彎曲并繞過粒子需要外力作功，位錯繞過粒子以后在材料中形成位錯環(huán)，增加了點陣畸變區(qū)，從而使σb↑。又稱為“奧羅萬機(jī)制”。位錯繞過時，既要克服第二相粒子的阻礙作用，又要克服位錯環(huán)位錯源的反向應(yīng)力，位錯繞過粒子間距為λ的第二相顆粒的切應(yīng)力τ為：G-切變模量b-柏氏矢量的大小λ-第二相粒子的間距l(xiāng)tGb=顆粒釘扎作用的電鏡照片彌散強化-由于過飽和固溶體的沉淀析出（析出碳化物）造成的σb↑HB↑；δ、αk較好。位錯切割第二相粒子示意圖電鏡觀察（2）位錯切過機(jī)制-對于可變形微粒，位錯切過第二相粒子沉淀強化：位錯切過第二相時必須作額外的功，消耗足夠大的能量，因而合金的強度提高的現(xiàn)象。§6-5塑性變形對金屬組織和性能的影響一、塑性變形對組織結(jié)構(gòu)的影響多晶體塑性變形后，除了晶粒內(nèi)部出現(xiàn)滑移帶和孿晶外，還有以下組織變化。(一）顯微組織的變化金屬發(fā)生塑性變形時，不僅外形發(fā)生變化，而且其內(nèi)部的晶粒也相應(yīng)地被拉長或壓扁。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。塑性變形還使晶粒破碎為亞晶粒。工業(yè)純鐵在塑性變形前后的組織變化5%冷變形純鋁中的位錯網(wǎng)(a)正火態(tài)(c)變形80%(b)變形40% 晶粒拉長，纖維組織→各向異性(沿纖維方向的強度、塑性最大）變形10%100×變形40%100×變形80%纖維組織100×工業(yè)純鐵

不同變形度

的顯微組織金屬經(jīng)大量塑性變形后，由于位錯密度增大和位錯之間的交互作用，使得大量位錯堆積在局部地區(qū)并相互纏結(jié)。位錯的不均勻分布使晶粒分化成許多位向略有不同的小晶塊，從而在晶粒內(nèi)產(chǎn)生亞晶粒。（二）亞結(jié)構(gòu)的細(xì)化亞晶粒示意圖銅形變亞晶組織(變形度68%)（三）形變織構(gòu)（強烈變形80%~90%）多晶體塑性變形時也伴隨著晶體的轉(zhuǎn)動過程，變形量很大時，多晶體各個晶粒由任意取向逐漸彼此趨于一致，即擇優(yōu)取向現(xiàn)象，由于金屬塑性變形使晶粒具有擇優(yōu)取向的組織稱為形變織構(gòu)。形變織構(gòu)分為：形變板織構(gòu)和形變絲織構(gòu)。絲織構(gòu)示意圖絲織構(gòu)：<vvw>與軋向相平行的晶向。（1）絲織構(gòu)拉拔時形成，特征為各晶粒的某一晶向與拉拔方向平行或接近平行。（2）板織構(gòu)板織構(gòu)示意圖板織構(gòu)：{hkl}與軋面相平行的晶面；<vvw>與軋向相平行的晶向。如：硅鋼片，大變形量在（110）[100]形成織構(gòu)，以提高導(dǎo)磁率各向異性----制耳現(xiàn)象軋制時形成，特征為各個晶粒的某一晶面平行于軋制平面，而某一晶向平行于軋制方向。“制耳”現(xiàn)象金屬中形變織構(gòu)的形成會使各種性能出現(xiàn)明顯的各向異性，這在大多情況下都是不利的。例如：在應(yīng)用具有織構(gòu)的銅板去沖制杯狀工件時，深沖以后便會使杯形邊緣不齊，而出現(xiàn)所謂“制耳”現(xiàn)象。

擇優(yōu)取向（織構(gòu)現(xiàn)象的產(chǎn)生）各向異性導(dǎo)致的銅板“制耳”有無2.提高導(dǎo)磁率如制作變壓器鐵芯的硅鋼片，沿〈100〉晶向最易磁化;如果能夠采用具有〈100〉織構(gòu)的硅鋼片制作，并在制作中能注意使其〈100〉晶向平行于磁場方向，便可使變壓器鐵芯的導(dǎo)磁率顯著增大，磁滯損耗大大減小，顯著提高變壓器的效率?？棙?gòu)形成后很難消除，工業(yè)生產(chǎn)中為了避免形變織構(gòu)，零件較大的變形量往往分幾次變形來完成，并進(jìn)行中間退火。二、塑性變形對金屬性能的影響（一）加工硬化⑴定義：隨變形程度的增加，金屬的強硬度顯著