第二章晶体塑性变形.docx

精选资料，欢迎下载 精选资料，欢迎下载 第二章晶体塑性变形 预备知识 极图 2 阳; 精选资料.欢迎下载 精选资料.欢迎下载 （町柏氏先■互相垂亶 精选资料，欢迎下载 精选资料，欢迎下载 滑移的晶体学及几何关系 1 ?滑移带与滑移线 2?滑移系统 密排面，密排方向 金 属 晶体结构 温度 滑移面 滑移方向 AI,Cu,Ag,Au,Ni,Pb fcc 20 {111} <110> Al fcc T/Tm >0.72 {100} <110> a -Fe, Mo, Nb bcc {110} {112} {123} <111> a -Fe+4%Si bcc {110} <111> Zn, Gd, Mg hcp 20 (0001) <1120> Mg hcp T/Tm >0. 54 { 1011} < 1120> Mg+14%Li hcp 20 (0001) { 1010} < 1120> a -Ti hcp 20 (0001) { 1010} { 1011} < 1120> ?面心立方晶体的滑移系比较固定，｛111｝/<110> ?密排六方晶体：基面滑移，但轴比 c/a<1.633时，可有他滑移面。 ?体心立方晶体的的滑移面至今尚无统一的看法。 密排面，密排方向：｛110｝/<111> 因为滑移线是波浪形的，很难准确确定滑移面。一种可能是〈111> 晶带的最大分切应力平面，也可能确实沿 ｛110｝，｛112｝和｛123｝面滑 移。 波浪形滑移线一一交滑移“铅笔滑移”3?临界切应力滑移面上沿滑移方向的分切应力为F cos Fcos cosA / 波浪形滑移线一一交滑移 “铅笔滑移” 3?临界切应力 滑移面上沿滑移方向的分切应力为 F cos F cos cos A /cos A m cos cos 1 cos cos 称为Schmid因子, 最小值为2 （cos cos 称为取向因子，最大值0.5 ） 当滑移面上的分切应力达到临界值 s， c时晶体 开始滑移即屈服， c称为临界切应力，它是材料常数，与晶体取向 无关。 s m c ——Schmid 定律。 4?滑移中晶体的转动 晶体滑移时伴随有转动，例如拉伸实验中夹头的约束使试样一面 滑移一面转动。对多晶体材料来说，由于晶界及其他组织因素的约束, 各晶粒在滑移过程中也要转动。转动的结果晶体对应力轴的取向发生 变化，从而影响进一步变形 可用“影象规则”方便地确定滑移面和滑移方向  2.1概述第二章晶体塑性变形常见的材料拉伸曲线:弹性变形，弹塑性变形，流变应力，加工硬化。流变应力(flow stress ):材料在一定温度下以一定的应变速率发生塑性变形所需的应力。 流变应力是材料的组织结构，S 2.1概述 第二章晶体塑性变形 常见的材料拉伸曲线: 弹性变形， 弹塑性变形， 流变应力， 加工硬化。 流变应力(flow stress ):材料在一定温度下以一定的应变 速率发生塑性变形所需的应力。 流变应力是材料的组织结构， S：材料的组织结构: 第二相粒子大小、分布等等 T：温度 :应变速度。 在低温下 流变应力对应变速率很不敏感 ， 故常温变形可以不考虑应变速率的影响 ， f f (S) 随着塑性变形的进行，位错增殖、相互交截等过程导致位错 密度及位错结构发生变化。 所谓加工硬化就是这种材料结构变化 引起的流变应力的增加 f f [ S( )] 屈服应力： f ( 0) f ( 0.2%) 在理论上严格处理时屈服应力是指滑移面上的临界切应力 。 在高温下 ?当温度升高时原子热运动加剧，运动位错遇到障碍时可以 在外应力和热激活的共同作用下越过障碍，这时流变应力 对应变速率非常敏感 。 ?在较高温度下变形时应变硬化和回复软化过程同时发生 [ S( ,t),T, ] 22流变应力 2.2.1 晶体的理论屈服强度 塑性变形是在切应力作用下通过滑移方式进行 设想图2.2所示的两层原子面之间在切应力 的作用下发生刚 b)性滑移，相对位移为X。 b) 滑移所需的切应力 应该是 ksin位移X的周期函数（周期等于 ksin 与切应变x/a满足胡克定律 ksin 理论屈服强度t就等于的极大值k，即 简单立方晶体： b a， t G/2 G/6 ； 面心立方晶体： {111} 110 ， b a° 八 2, a a0M 3 t G/5 对于t的计算进行改进，G / 30 t G/10 材料 临界切应力 (MPa) t ( MPa 铜 0.88 ?0.98 840?1180 铝 0.54 ?0.98 640?880 铁 14.71 6500 锌 0.29 2250 理论屈服强度比实际屈服强度大3个数量级！！ 晶须的实验结果证实了理论强度。 海塑性变形不是滑移面整休滑动，而是通过位错运 动来实现的。因此，流