金属塑性变形的物理基础(详细介绍“滑移”共88张).pptx

金属塑性变形的物理基础

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主要内容

■金属冷态下的塑性变形

■金属热态下的塑性变形

■金属的超塑性变形

■金属在塑性加工过程中的塑性行为

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第一节金属冷态下的塑性变形

■基本概念

单晶体多晶体位错

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金属的晶体结构

■单晶体：各方向上的原子密度不同一各向异性

■多晶体：晶粒方向性互相抵消一各向同性

■存在着一系列缺陷：点缺陷、线缺陷、面

缺陷

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线缺陷(位错)

■线缺陷又称为位错。

■位错模型最开始是为了解释材料的强度性质而提出的。

■材料拉伸实验时，当应力超过弹性限度而使晶体材料发生塑性形变时，可以在表面上观察到滑移带的条纹。

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滑移带与滑移面

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如何解释晶体滑移?

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如何解释晶体滑移?

■按原子面与原子面之间刚性错开的模型进行定量解释时遇到严重困难。在该模型中假定滑移面两侧原子间的结合键同时破坏，又同时键合。由于同时破坏这些原子键所需的力很大，致使按照该模型计算出来的理论强度比晶体的实际强度要大100倍到1000倍。

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如何解释晶体滑移?

■经过大量研究，人们认识到滑移过程并非是原子面之间整体的发生相对位移，而是一部分先发生位移，然后推动晶体中另一部分滑移，循序渐进。

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如何解释晶体滑移?

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如何解释晶体滑移?

■位错就是在滑移面上已经滑移及尚未滑移部分的分界线。这样，晶体的滑移可以看作是位错运动的结果。当位错从一端运动到另一端之后，整个晶体错动了一个原子位置，位错滑出晶体时，晶体恢复完整，但却留下了永久形变。

■由于位错附近有严重原子错排，以及弹性畸变引起的长程应力场，因此在位错附近的原子平均能量比其理想晶格位置上的要高，比较容易运动。另一方面又由于运动是逐步进行的，所以，实际剪切应力比理论值要低得多。

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位错

■位错有两种基本类型，一种叫做刃型位错，另一种叫做螺

型位错。实际晶体中的位错往往既不是单纯的螺位错，也不是单纯的刃位错，而是它们的混合形式，故称之为混合位错。

■位错密度越高，金属的强度、硬度越高。

S:位错线长度，V:体积，p:位错密度

一般退火金属：p=106-108/cm²

冷变形、淬火金属：p=1011-1012/cm²

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