材料力学性质课件

• 大量偶极子形成多极子，如穿透滑移面，形成林位错。
• 滑移位错受林位错作用，对应变形应力：
林位错密度
0.5Gb
弹性模量
伯格斯矢量
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
• 指由于位错本身能量遵循晶体点阵周期性，其势能在变化。
位错 超越 势垒 过程 中应 力与 温度 的关 系
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
Tp
应 力
材料力学性质
派尔斯应力 • 派尔斯势：原子间距变动短程势能，
1、晶体的塑性变形
材料力学性质
材料在外力去除后仍保持部分应变的特性称为塑性.
一、变形机制
• 强度：材料施加应力时，达到某个应力之前不发生塑性变形 和断裂，这种承受能力；
晶体的变形与：
• 环境因素（温度 T）和施加应力（σ）有关；
• 通过力学性能实验，可得材料变形机制图；拉伸实验
• 确定变形温度 T—σ 变形应力；
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
材料力学性质
• 派尔斯势力：设晶格面间距为 h，弹性模量 G；则：
• 位错滑移所需要的临界切应力，
p
Gexp(h)
b
• 依赖于 h/b；
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
ห้องสมุดไป่ตู้
2 x2 h2
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
材料力学性质
• 晶体塑性变形，使位错密逐渐增加，增加后的位错间有相互作 用，使某些位错难运动（增加位错运动阻抗），增加晶体强度。
• 重要的是正负位错使滑移面交错，形成稳定位错偶极子；
材料力学性质
2）滑移位错与其他位错的相互作用
• 对晶体塑性变形，位错密度增加，晶体变硬 — 加工硬化；
y
• 下图所示：
l h
x
0
• 间距为 h 的滑移面上正负位错相互作用应力，是水平距离 x 的
函数：
h — 晶格面间距 G — 弹性模量 b — 伯格斯矢量
yx
Gb
2(1)
Gb x
x(x2 h2（ ) 刃型位错） (x2 h2)2 （螺型位错）
偏移，一组滑移方向和滑移面称 — • 滑移系：{hkl}，<lmn> • hkl 滑移面：晶格面间距最宽的面； • lmn 滑移方向：晶格矢量最短的方向；
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
滑移带与滑移线的关系
2、位错的运动和塑性
一、位错运动的阻抗
• 晶体的强度由位错运动的阻抗确定，以下几点决定：
1）派尔斯势
• 原子间距变动短程势能，由晶体种类决定。 • 由派尔斯势控制的位错滑移难易程度由 b 和 h/b 的值决定。
金属中派尔斯势：
• bcc — 低温变形； • hcp — 非底面滑移。
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
位错可借助热势能超越势垒，图示。
T0 b3 p
伯格斯矢量
位错以某种速度滑移需要应力在绝对 零度也必要，随温度升高而减少。T0 附近派尔斯势消失，T0 用缺陷能量确
0
温度
定，与 b3 和 p 成正比，如下式： T0
派尔斯势场消失的温度：
T 0 b3
pG b3exp(
h) 2b
• 说明：h/b 值越大，滑移系越容易滑动。 • 滑移系滑移难易度由 h/b 的值和 b 本身的值决定! • 金属加工性能好，由它的晶体结构简单所决定！
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
第八章：材料力学性质
本章要点
1、晶体的塑性变形 2、位错的运动和塑性 3、各种金属的塑性 4、高温蠕变 5、非晶态金属的强度
材料物理导论
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
钨
多
晶
体
的
变
表示支配各自变形机制区域的图 — 变形机制图
形
画出了等应变速度，描述了它的晶体塑性行为
机 制
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
二、晶体的滑移变形
材料力学性质
• 晶体的塑性变形主要是：滑移变形 • 滑移是指在剪切应力的作用下,晶体的一部分相对于另一部分 发生平移滑动. • 滑移带与滑移线的关系 — 如单晶体的滑移变形 • 首先：使条纹沿特定晶面（滑移面）向特定方向（滑移方向）
冲击实验
实验有多种： 硬度实验 蠕变实验
疲劳实验 压缩实验 断裂实验
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
材料力学性质
发现：
• 变形机制中 • 低温：主要为
位错滑移机制
• 高温：主要为 位错蠕动机制
G/σ
三、金属的塑性特征
材料力学性质
• 材料发生塑性变形而不断裂的能力称为延展性。
• 只有金属晶体有延展性； 原因：金属晶体结构致密（与陶瓷等比）。
• 设：h — 晶格面间距；b — 伯格斯矢量大小；h/b — 越大，越 易滑移（由晶格周期性决定）；位错中附带派尔斯势场；
派尔斯势场：
• 所有相同滑移系中，晶体往哪个滑移系滑移，由派尔斯势场决 定；
材料力学性质
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利