《金属的塑性变形》PPT课件

几何软化：经滑移和转动后，一些原来角度远离45º 的晶面将转到接近45º，使滑移变得容易进行。
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5．多系滑移与交滑移
（1）单滑移 。单滑移：只有一个特定的滑移系处于最有利的位置而优先开 动时，形成单滑移。
。
（ 2）多系滑移： 由于变形时晶体转动的结果，有两组或几组滑移面同时转到
有利位向，使滑移可能在两组或更多的滑移面上同时或交替地 进行，形成“双滑移”或“多滑移”。
应力与外力F方向相同，可分解为两个分应力，一个为垂直 于滑移面的分正应力，另一个为分切应力。分切应力τ作用在滑 移方向使晶体产生滑移，其大小为：
称为取向因子，或称施密特因子,取向因子越大， 则分切应力越大。
对于任一给定的 φ值，取向因子的最大值出现在 λ=90º- φ时：
当 φ=45º时（ 也为45º），取向因子有最大值1/2，此时， 得到最大分切应力。
∴拉伸时，在产生滑移的过程中，晶体的位向在不断改变，不仅滑移面1在4 转动，而且滑移方向也改变位向精。选ppt
（2）压缩 压缩时晶体的滑移面， 力图转至与压力方向 垂直的位置。
晶体在压缩时的晶面转动
·
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（3）几何硬化与几何软化 几何硬化：如果晶体滑移面原来是处于其法线与外
力轴夹角接近45º的位向，经滑移和转动后，就会转到此 夹角越来越远离45º的位向，从而使滑移变得越来越困难。
塑性加工包括锻压、轧制、 挤压、拉拔、冲压等方法。
金属在承受塑性加工时， 产生塑性变形，宏观上改变了材料的形状
和尺寸；
微观上改变了金属的组织结构；
金属的塑性变形对材料的性能也会产生重要的影响，是金属材料重
要的强化手段。
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一、单晶体的塑性变形 工
金属塑性变形的方式主要有:滑移和孪生
此时，外力对两个滑移系的取向因子完全相同。
业 纯
1、 滑移现象
铜
滑移：滑移带：滑移线： 如果把经过抛光的单晶体试样进行塑
性变形，则在显微镜下可以看到抛光
中 的 滑
表面上出现平行的黑线，称为滑移带；
移
在电子显微镜下，滑移带是一组更细
线
的线组成，这更细的线条称为滑移线。
2、 滑移系
• 滑移面：原子排列最密的晶面 • 滑移方向：原子排列最密晶向
（2）bcc
体心立方结构是一种非密排结构，因此其滑移面不稳 定，一般低温时为{112}，中温多为{110}，高温为 {123}。滑移方向稳定为<111>。所以，可能出现的滑 移面有{110}、{112}、{123}如果三组滑移面都能启动， 则潜在的滑移系数目为： 12~48个。
（个）Biblioteka 7 精选ppt3、 临界分切应力
临界分切应力：晶体开始滑移时，滑移方向上的分切应力。
（1）最大分切应力正好落在与外力 轴成45º角的晶面以及与外力轴成 45º角的滑移方向上。
假设对一个单晶圆柱体试样作拉伸 试验
滑移面的面积 Q A
cos
作用在此滑移面上的应力
F F cos
QA
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3．临界分切应力
9.金属材料的变形与再结晶
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金属材料的变形与再结晶
1 金属的应力－应变曲线 2 金属的塑性变形 3 回复与再结晶 4 金属热变形、蠕变与超塑性
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9-2 金属的塑性变形
塑性是金属材料的重要特性；
金属材料通过冶炼、铸造，获得铸锭后，可通过塑性加工的方法 获得具有一定形状、尺寸和力学性能的型材、板材、管材或线材， 以及零件毛坯或零件。
φ=45º时， 屈服应力最小。
，取向因子达到最大值，产生拉伸变形的
φ=90º或0º时, σS =∞, 晶体不能沿该滑移面产生滑移。
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（4）硬取向：晶体中有些滑移系与外力取向 偏离45º很远，需要较大的σs值才能滑移，称 为硬取向。
软取向：晶体中有些滑移系与外力的取向
接近45º角，处于易滑移的位向，具有较小的
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晶格类型
滑移面 滑移方向 滑移系数目
金属不同晶格的滑移系
{110}6个 <111>2个 6×2=12个
{111}4个 <110>3个 4×3=12个
{0001}1个1 2 1 0 3个
1×3=3个
金属塑性除与滑移系的多少 有关外,还与滑移面上原子的 密排程度和滑移方向的数目 有关
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• 滑移系：一个滑移面和其上的一个滑 移方向组成一个滑移系。
滑移系越多，晶体塑性越好。
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（1）fcc滑移系
滑移方向<110>，滑移面一般为{111} 面心立方结构共有四个不同的{111}晶面，每个滑移面上 有三个<110>晶向，故共有4×3=12个滑移系。
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σs值，称为“软取向”。通常是软取向的滑移
系首先滑移。
• 软取向： φ=λ=45°，m=0.5
• 硬取向： φ=90 °或φ=0 °，m=0
• 影响临界分切应力因素：金属的本
性（组织，纯度），变形速度，加工 状态
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4．拉伸和压缩时晶体的转动
（1）拉伸
拉伸作用在中间一层金属上下两面的作用力σ可分为两个分应力： 1.1、分正应力（σ1σ2）：垂直于滑移面，构成力偶，使晶块滑移面朝外力 轴方向转动。 2.2、分切应力：当外力分解到滑移面上的最大分切应力与滑移方向不一致时， 又可分解为平行于滑移方向和垂直于滑移方向的两个分力。前一分力是产生 滑移的有效分切应力，后一分力将构成一对作用在晶块上下滑移面上的力偶， 力图使滑移方向转至最大切应力方向。
（3）hcp滑移系
(3) 密排六方晶体中的滑移系 密排六方晶体中，滑移方向一般都是<11-20>，但滑移面与轴比有关，当
c/a接近或大于1.633时，{0001}为最密排面，滑移系即为{0001}<11-20>， 共有三个；当c/a小于1.633时，{0001}不再是密排面，滑移面将变为柱面 {10-10}或斜面{10-11}，滑移系分别为三个和六个。
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（2）能使晶体滑移的力是外力在滑移系上的分切应力。通常
把给定滑移系上开始产生滑移所需分切应力称为临界分切应力。
（3）在拉伸时，可以粗略认为金属单晶体在外力作用下，滑
移系一开动就相当于晶体开始屈服，此时，对应于临界分切应 力的外加应力就相当于屈服强度σS 。
单晶体的屈服强度随取向因子而改变