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第5章材料的形变和再结晶Plasticdeformation and;(a)挤压或拉拔;本章提纲;※5.1弹性和粘弹性(ElasticityandViscoelasticity);5;本质:可从原子间结合力的

角度来了解

r=r0原子处于平衡位置

位能U为Umin

最稳定F=0

r r0即偏离其平衡位置F＞引力

＜斥力

力图使原子恢复其原来的平衡位置变形消失;应力-应变关系(Stress-Strainbehavior)虎克定律(Hooke’slaw);;三弹性的不完整性(Imperfection)

多数工程上应用的材料为多晶体甚至为非晶态或者是两者皆有的物质，其内部存在各种类型的缺陷，弹性变形时，可能出现加载线与卸载线不重合、应变的发展跟不上应力的变化等有别于理想弹性变形特点的现象，称之为弹性的不完整性。

弹性不完整性的现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等。;;;四粘弹性 Viscoelasticity;本章提纲;单晶体（晶内）变形 强调不均匀性滑移、孪生为主，偶尔有扭折

多晶体 强调不同时性

滑移、孪生，偶尔有扭折，晶界滑动、转动

扩散蠕变;;2）滑移的晶体学特征;;;面心立方晶体滑移系;{110}111:6*2=12

{112}111:12*1=12

{123}111:24*1=24;c/a=1.633

{0001}1120:1*3=3

c/a1.633

{1011}:？？

{1010}:？？;;金属塑性的好坏，不只取决于滑移系的多少，还与滑移面上的密排程度和滑移方向的数目有关。

举例：体心立方的α-Fe滑移方向不及面心立方多，滑移面上的原子密排程度低，滑移面间距小，原子结合力大，塑性较铜、铝等面心金属差。;3）滑移所需临界分切应力

Criticalresolvedshearstress;晶体滑移必须使t≥tc;;快速确定具有最大取向因子cosφcosλ滑移系方法;4）晶体在滑移时的转动（rotation）;?1-?2;外力下，滑移首先发生在分切应力最大，且t tc的滑移系－原始滑移系（primaryslipsystem）上。但由于伴随晶体转动 空间位向变化 另一组原取向不利（硬取向）滑移系逐渐转向比较有利的取向（软取向），从而开始滑移，形成两组

（或多组）滑移系同时进行或交替进行，称为多系滑移。;多系滑移：交滑移

交滑移：晶体在两个或多个不同滑移面上沿同一滑移方向进行

的滑移。

机??

螺位错的交滑移：螺位错从一个滑移面转移到与之相交的另一

滑

移面的过程；

螺位错的双交滑移：交滑移后的螺位错再转回到原滑移面的过

程。;;35;位错运动首先遇到点阵阻力——派纳力：;;;;2）孪晶的形成;图是铜单晶在4.2K测得的拉伸曲线，开始塑性变形阶段主要是滑移，曲线光滑；应力增高到一定程度后出现锯齿形的变化，这是孪生变形所造成的；后阶段又呈光滑曲线，表明变形又转为滑移方式进行。;3)孪生形变的意义

通过单纯孪生达到的变形量是极为有限的，如Zn单晶，孪生只能获得7.2～7.4％伸长率，远小于滑移所作的贡献。但是孪生变形改变了晶体的位向，从而可使晶体处于更有利于发生滑移的位置，激发进一步的滑移，获得很大变形量，故间接贡献却很大。;;形变孪生的位错增殖机制

孪晶区域各晶面的相对位移距离是孪生方向原子间距的分数值，这表明孪生时每层晶面的位移应借一个不全位错的移动而造成。

位错增殖的极轴机制：fcc中OA、OB和OC三条位错线相交于结点O，OA、OB不在滑移面上，属不动位错——极轴位错，OC及其柏氏氏量都在滑移面上，为可动的不全位错，且只能绕极轴转动，称为扫动位错。每当它在

（111）面上扫过一圈，就产生一

个单原子层的孪晶，与此同时OC;孪生的主要特点：Ⅰ）孪生是均匀切变，

相对移动距离不是孪生方向的原子间距的整数

倍，孪生面两边晶体位向不同成镜面对

称；

切变区内与孪生面平行的每一层原子面均相对

其邻面沿孪生方向位移了一定距离，且每

一层

原子相对于孪生面的切变量和它与孪生面

的距

离成正比；

孪生改变了晶体取向，因此出现孪晶的试样;;三扭折Kink ;单晶的应力应变曲线;本章提纲;5.3多晶体的塑性变形

PlasticDeformationofpolycrystallineMaterials;多晶体塑性变形时要求至少有5个独立的滑移系进行滑移;位错难以通过晶界（孪晶界、相界）等障碍物而产生“塞积”现

象。将对晶内的位错源产生一反作用力。

若L为位错源距障碍物的