第二章 金属塑性变形的物理基础 PPT
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塑性变形物理本质ppt课件
13
线缺陷（位错）
L：位错线长度，V：体积，r：位错密度。
rL
V
一 般 退 火 晶 体 ： r =106108/cm2 超薄单晶体： r ≦103/cm2 冷变形金属： r =10111012/cm2
2019/10/25
刃型位错
14
2019/10/25
M.F. Ashby and D.R.H. Jones, Engineering Materials 1, 2nd ed.
Dislocation Loop: Frank Reed
2019/10/25
28
2019/10/25
29
Frank-Read sources in Si
2019/10/25
Dash, Dislocation and Mechanical Properties of Crystals, Wiley
(2002)
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螺型位错
2019/10/25
16
混合型位错（螺 型+刃型 ）
2019/10/25
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面缺陷
堆垛层错（stacking fault）
抽出型层错
插入型层错
如面心立方：
ABCA（B）CABC 抽 出
ABC（B）ABCABC 插 入
2019/10/25
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晶界
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位错交割
刃型+刃型 刃型+螺型 螺型+螺型
割阶 割阶 割阶
继续滑移 继续滑移 不能继续滑移
柏氏矢量b
2019/10/25
(a),(b) 刃型位错上的弯节；(c),(d)刃型位错 和螺型位错上的割节，阴影部分为滑移面
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金属塑性成形原理金属塑性变形的物理基础PPT课件
• 较强相体积分数达到30%，两相以接近于相等的应变发生变形
• 较强相体积分数高于70%，该相变为基体相
第45页/共97页
弥散型两相合金的塑性变形
当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相
中时，将产生显著的硬化现象
•
沉淀强化（时效强化）：第二相微粒是通过对过饱和固溶体的时效处理而沉淀析出并产生强化
•
相协调。
第39页/共97页
二、塑性成形的特点
❖
❖
❖
受晶界和晶粒位向的影响较大
多晶体塑性变形的抗力比单晶体高；
多晶体内晶粒越细，晶界总面积就越大，金属强度越高，塑性越好。
多晶体变形不均匀性
晶粒受位向和晶界的约束，变形先后不一致，导致变形不均匀。
由于变形不均匀，晶粒内部和晶粒之间存在不同的内应力，变形结束后不会
交滑移
• 对于螺型位错，所有包含位错线的晶面都可能成为滑移面。
• 交滑移：螺形位错的柏氏矢量具有一定的灵活性，当滑移受阻是，可离开原滑移
面而沿另一晶面继续移动
• 双交滑移：发生交滑移的位错，滑移再次受阻，而转到与第一次的滑移面平行的
的晶面继续滑移
• 刃型位错不可能产生交滑移
第31页/共97页
位错塞积
原子能量随位置的变化为一余弦函数。
❖ 通过计算晶体的临界剪切应力，并与实际的临界
剪切应力进行比较，人们发现，理论计算的剪切
强度比实验所得到的剪切强度要高一千倍以论
为了解释这种理论值和实际值的差别，1934年泰
勒（）、奥罗万（E.Orowan）、和波兰伊
（M.Polanyi）几乎在同一时间内，分别提出了位
当退火状态的低碳钢试样拉伸到超过屈服点发生少量塑性变形
• 较强相体积分数高于70%，该相变为基体相
第45页/共97页
弥散型两相合金的塑性变形
当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相
中时，将产生显著的硬化现象
•
沉淀强化（时效强化）：第二相微粒是通过对过饱和固溶体的时效处理而沉淀析出并产生强化
•
相协调。
第39页/共97页
二、塑性成形的特点
❖
❖
❖
受晶界和晶粒位向的影响较大
多晶体塑性变形的抗力比单晶体高；
多晶体内晶粒越细，晶界总面积就越大，金属强度越高，塑性越好。
多晶体变形不均匀性
晶粒受位向和晶界的约束，变形先后不一致，导致变形不均匀。
由于变形不均匀，晶粒内部和晶粒之间存在不同的内应力，变形结束后不会
交滑移
• 对于螺型位错，所有包含位错线的晶面都可能成为滑移面。
• 交滑移：螺形位错的柏氏矢量具有一定的灵活性，当滑移受阻是，可离开原滑移
面而沿另一晶面继续移动
• 双交滑移：发生交滑移的位错，滑移再次受阻，而转到与第一次的滑移面平行的
的晶面继续滑移
• 刃型位错不可能产生交滑移
第31页/共97页
位错塞积
原子能量随位置的变化为一余弦函数。
❖ 通过计算晶体的临界剪切应力，并与实际的临界
剪切应力进行比较，人们发现，理论计算的剪切
强度比实验所得到的剪切强度要高一千倍以论
为了解释这种理论值和实际值的差别，1934年泰
勒（）、奥罗万（E.Orowan）、和波兰伊
（M.Polanyi）几乎在同一时间内，分别提出了位
当退火状态的低碳钢试样拉伸到超过屈服点发生少量塑性变形
金属塑性变形的物理基础PPT课件
8
面心立方 : Al Ni Cu γ-Fe
9
体心立方 : Cr V Mo W α-Fe β-Ti
10
密排六方 : Zn Mg Be α-Ti等 c/a=1.57-1.64
11
2．3 实际金属的晶体结构：
晶体分为单晶体和多晶体： 单晶体：单晶体是一块以原子或原子团为单位沿着空间的前后、
由于多晶体是由许多不同位向的晶粒组成，晶粒 的各向异性被互相抵消，因而多晶体一般不显示方向 性，称之为各向同性。
14
实际金属晶体中存在的各种缺陷：
在实际金属的晶体中，原子并非固定不动，而是以晶 格结点——平衡位置为中心不停地作热振动，原子的规则排 列由于种种原因受到干扰和破坏，存在着一系列的缺陷。
常见的缺陷： 点缺陷：包括空位、间隙原子、异质原子。
15
线缺陷： ：长度范围内存在晶体的微观缺陷。
刃型位错
螺型位错
ห้องสมุดไป่ตู้16
混合型位错 （螺型+刃型 ）
Dislocation line
Fig. 1.48: A mixed dislocation.
From Principles of Electronic M aterials and Devices, Second Edition, S.O . Kasap (© M cG raw-Hill, 2002) http://M ask.Ca
6
晶面 ：晶体中，由原子组成的平面 晶向 ：晶体中，由原子组成的直线
7
2．2 三种常见的晶格
如上述，晶格是由一些最基本的几何单元晶胞堆砌而成。工 业上使用的几十种金属中，最常见的金属晶格结构有下面三种：
面心立方 : Al Ni Cu γ-Fe 体心立方 : Cr V Mo W α-Fe β-Ti 密排六方 : Zn Mg Be α-Ti等
面心立方 : Al Ni Cu γ-Fe
9
体心立方 : Cr V Mo W α-Fe β-Ti
10
密排六方 : Zn Mg Be α-Ti等 c/a=1.57-1.64
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2．3 实际金属的晶体结构：
晶体分为单晶体和多晶体： 单晶体：单晶体是一块以原子或原子团为单位沿着空间的前后、
由于多晶体是由许多不同位向的晶粒组成，晶粒 的各向异性被互相抵消，因而多晶体一般不显示方向 性，称之为各向同性。
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实际金属晶体中存在的各种缺陷：
在实际金属的晶体中，原子并非固定不动，而是以晶 格结点——平衡位置为中心不停地作热振动，原子的规则排 列由于种种原因受到干扰和破坏，存在着一系列的缺陷。
常见的缺陷： 点缺陷：包括空位、间隙原子、异质原子。
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线缺陷： ：长度范围内存在晶体的微观缺陷。
刃型位错
螺型位错
ห้องสมุดไป่ตู้16
混合型位错 （螺型+刃型 ）
Dislocation line
Fig. 1.48: A mixed dislocation.
From Principles of Electronic M aterials and Devices, Second Edition, S.O . Kasap (© M cG raw-Hill, 2002) http://M ask.Ca
6
晶面 ：晶体中，由原子组成的平面 晶向 ：晶体中，由原子组成的直线
7
2．2 三种常见的晶格
如上述，晶格是由一些最基本的几何单元晶胞堆砌而成。工 业上使用的几十种金属中，最常见的金属晶格结构有下面三种：
面心立方 : Al Ni Cu γ-Fe 体心立方 : Cr V Mo W α-Fe β-Ti 密排六方 : Zn Mg Be α-Ti等
金属塑性变形物理基础(ppt课件
对组织的研究是金属学的重要内容，晶粒是组织的基本组成单位，而由晶界把不 同的晶粒结合在一起。
.
9
（2）晶体结构： 一个完整的晶粒或亚晶是由同类或不同比例的异类原子，按一 定规律结合在一起，并可以用严格的几何图案表达。 结构就是指原子集合体中各原子的组合状态。
金属和合金的典型结构模型： 面心立方晶体：Al、Ni、Cu、γ-Fe
.
5
前言
因此,为了达到有效的控制材料性能的目:
在现代缺陷理论的基础上，阐明金属塑 性变形的物理实质、变形机理、塑性变 形时材料的组织结构和性能变化的关系， 从而为合理地选择加工条件，保证塑性 变形过程的进行提供理论基础。
.
6
课程内容
1.金属材料的一般特性 2.金属塑性变形的物理本质 3.金属的塑性变形和强化 4.金属在塑性变形中的组织结构与性能变化
.
7
1.金属材料的一般特性
金属材料,尤其是钢铁材料: 由于本身具有比其它材料优越的综合性能; 由于在性能方面以及数量和质量方面蕴藏着巨大潜力; 对人类文明发挥着重要的作用。
决定金属材料性能的基本因素： 化学成分 --- 金属元素; “组织” 和“结构”-Biblioteka - 原子集合体的结构以及内部组织。
.
8
体心立方晶体：Cr、V、Mo、W、α-Fe、β-Ti
密排六方晶体：Zn、Mg、Be、α-Ti、α-Co
.
10
（3）结构缺陷：金属学中将原子组合的不规则性，统称 为结构缺陷，或晶体缺陷。
缺陷种类：
点缺陷：溶质原子，间隙原子，空位；
线缺陷：位错； 面缺陷：晶界，相界，层错，半位错…. 体缺陷：如固溶体中的偏聚区，孔洞….
样集中在一些滑移面上进行; 孪生比滑移困难一些，所以变形时首先发生滑移，当切应
.
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（2）晶体结构： 一个完整的晶粒或亚晶是由同类或不同比例的异类原子，按一 定规律结合在一起，并可以用严格的几何图案表达。 结构就是指原子集合体中各原子的组合状态。
金属和合金的典型结构模型： 面心立方晶体：Al、Ni、Cu、γ-Fe
.
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前言
因此,为了达到有效的控制材料性能的目:
在现代缺陷理论的基础上，阐明金属塑 性变形的物理实质、变形机理、塑性变 形时材料的组织结构和性能变化的关系， 从而为合理地选择加工条件，保证塑性 变形过程的进行提供理论基础。
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课程内容
1.金属材料的一般特性 2.金属塑性变形的物理本质 3.金属的塑性变形和强化 4.金属在塑性变形中的组织结构与性能变化
.
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1.金属材料的一般特性
金属材料,尤其是钢铁材料: 由于本身具有比其它材料优越的综合性能; 由于在性能方面以及数量和质量方面蕴藏着巨大潜力; 对人类文明发挥着重要的作用。
决定金属材料性能的基本因素： 化学成分 --- 金属元素; “组织” 和“结构”-Biblioteka - 原子集合体的结构以及内部组织。
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8
体心立方晶体：Cr、V、Mo、W、α-Fe、β-Ti
密排六方晶体：Zn、Mg、Be、α-Ti、α-Co
.
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（3）结构缺陷：金属学中将原子组合的不规则性，统称 为结构缺陷，或晶体缺陷。
缺陷种类：
点缺陷：溶质原子，间隙原子，空位；
线缺陷：位错； 面缺陷：晶界，相界，层错，半位错…. 体缺陷：如固溶体中的偏聚区，孔洞….
样集中在一些滑移面上进行; 孪生比滑移困难一些，所以变形时首先发生滑移，当切应
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构成。
滑移带
滑移面、滑移方向、滑移系
滑移时的位错运动
一个位错移到晶体表面时，便形成一个原子间距 的滑移量。同一滑移面上，有大量的位错移到晶 体表面时，则形成一条滑移线。
临界剪切应力
晶体进入塑性时，在滑移面上，沿滑移方 向的剪应力称为临界剪应力
P A0
s
c
P A0
cos cos
s cos cos
刃型位错
刃型位错
螺型位错
螺型位错
螺型位错
混合型位错（螺型+刃型 ）
位错的运动
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。
多滑移：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”。
各晶粒变形的相互协调性 （1）原因：各晶粒之间变形具有非同时性。 （2）要求：各晶粒之间变形相互协调。（独立变 形会导致晶体分裂） （3）条件：独立滑移系5个。（保证晶粒形状的 自由变化）
缺陷
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。
滑移带与滑移面
如何解释晶体滑移？
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。
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。
滑移的表面痕迹
单滑移：单 一方向的滑 移带；
多滑移：相 互交叉的滑 移带；
交滑移：波 纹状的滑移 带。
位错源和位错增殖
Frank-Read sources in Si
Dash, Dislocation and Mechanical Properties of Crystals, Wiley (1957).
位错密度越高，金属的强度、硬度越高。
S：位错线长度，V：体积，ρ：位错密度
S V
一般退火金属： ρ =106-108/cm2 冷变形、淬火金属： ρ =1011-1012/cm2
刃型位错
晶体中多余的半原子面好象一片刀刃切入晶体中，沿着半 原子面的“刃边”，形成一条间隙较大的“管道”，该 “管道”周围附近的原子偏离平衡位置，造成晶格畸变。 刃型位错包括“管道”及其周围晶格发生畸变的范围，通 常只有3到5个原子间距宽，而位错的长度却有几百至几万 个原子间距。
第二章 金属塑性变形的物理基础
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
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
金属的晶体结构
单晶体：各方向上的原子密度不同－各向 异性
多晶体：晶粒方向性互相抵消－各向同性 存在着一系列缺陷：点缺陷、线缺陷、面
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
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。
如何解释晶体滑移？
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。
（4）孪生本身对金属塑性变形的贡献不大， 但形成的孪晶改变了晶体的位向，使新的滑 移系开动，间接对塑性变形有贡献。
一 塑性变形机理
2 晶间变形 晶间变形的主要方式：晶粒之间相
互滑动和转动。
二 多晶体的塑变形
多晶体的塑性变形的特点
各晶粒变形的不同时性 位错在晶界塞积 应力集中 相邻晶粒位错源开动 相邻晶粒变形 塑变
一 塑性变形机理
1 晶内变形 晶内变形的主要方式：滑移、孪生
滑移
滑移:在切应力作用下，晶体的一部分相对 于另一部分沿着一定的晶面（滑移面）和晶 向（滑移方向）产生相对位移,且不破坏晶 体内部原子排列规律性的塑变方式。
滑移面：原子排列密度最大的晶面。 滑移方向：原子排列密度最大的方向。 滑移系:一种滑移面及其上的一个滑移方向
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。
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。
孪生的特点
（2）孪晶的萌生一般需 要较大的应力，但随后长 大所需的应力较小，其拉 伸曲线呈锯齿状。孪晶核 心大多是在晶体局部高应 力区形成。变形孪晶一般 呈片状。变形孪晶经常以 爆发方式形成，生成速率 较快。
孪生的特点
（3）形变孪晶常见于密排六方和体心立方晶 体（密排六方金属很容易产生孪生变形）， 面心立方晶体中很难发生孪生。
coscos 取向因子
[uvw] is perpendicular to (uvw)
孪生
孪晶是指两个晶体（或一个晶体的两部分）沿一个 公共晶面构成镜面对称的位向关系，此公共晶面就 称为孪晶面。
孪晶
孪晶
滑移与孪晶
孪生的特点
（1）孪生是一部分晶体沿孪晶面相对于另一部分晶体 作切变，切变时原子移动的距离是孪生方向原子间距的 分数倍；孪生是部分位错运动的结果；孪晶面两侧晶体 的位向不同，呈镜面对称；孪生是一种均匀的切变。
刃型位错
刃型位错会吸引间隙原子 和置换原子向位错区聚集。 小的间隙原子（红色）往 往进入位错管道，置换原 子（棕色）则富集在管道 周围。这样可以降低晶格 的畸变能，同时这些间隙 原子和置换原子对位错起 了钉扎作用，使位错难以 运动，结果可以使晶体的 强度、硬度提高。
M.F. Ashby and D.R.H. Jones, Engineering Materials 1, 2nd ed. (2002)
滑移带
滑移面、滑移方向、滑移系
滑移时的位错运动
一个位错移到晶体表面时，便形成一个原子间距 的滑移量。同一滑移面上，有大量的位错移到晶 体表面时，则形成一条滑移线。
临界剪切应力
晶体进入塑性时，在滑移面上，沿滑移方 向的剪应力称为临界剪应力
P A0
s
c
P A0
cos cos
s cos cos
刃型位错
刃型位错
螺型位错
螺型位错
螺型位错
混合型位错（螺型+刃型 ）
位错的运动
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。
多滑移：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”。
各晶粒变形的相互协调性 （1）原因：各晶粒之间变形具有非同时性。 （2）要求：各晶粒之间变形相互协调。（独立变 形会导致晶体分裂） （3）条件：独立滑移系5个。（保证晶粒形状的 自由变化）
缺陷
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。
滑移带与滑移面
如何解释晶体滑移？
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。
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。
滑移的表面痕迹
单滑移：单 一方向的滑 移带；
多滑移：相 互交叉的滑 移带；
交滑移：波 纹状的滑移 带。
位错源和位错增殖
Frank-Read sources in Si
Dash, Dislocation and Mechanical Properties of Crystals, Wiley (1957).
位错密度越高，金属的强度、硬度越高。
S：位错线长度，V：体积，ρ：位错密度
S V
一般退火金属： ρ =106-108/cm2 冷变形、淬火金属： ρ =1011-1012/cm2
刃型位错
晶体中多余的半原子面好象一片刀刃切入晶体中，沿着半 原子面的“刃边”，形成一条间隙较大的“管道”，该 “管道”周围附近的原子偏离平衡位置，造成晶格畸变。 刃型位错包括“管道”及其周围晶格发生畸变的范围，通 常只有3到5个原子间距宽，而位错的长度却有几百至几万 个原子间距。
第二章 金属塑性变形的物理基础
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
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
金属的晶体结构
单晶体：各方向上的原子密度不同－各向 异性
多晶体：晶粒方向性互相抵消－各向同性 存在着一系列缺陷：点缺陷、线缺陷、面
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
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。
如何解释晶体滑移？
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。
（4）孪生本身对金属塑性变形的贡献不大， 但形成的孪晶改变了晶体的位向，使新的滑 移系开动，间接对塑性变形有贡献。
一 塑性变形机理
2 晶间变形 晶间变形的主要方式：晶粒之间相
互滑动和转动。
二 多晶体的塑变形
多晶体的塑性变形的特点
各晶粒变形的不同时性 位错在晶界塞积 应力集中 相邻晶粒位错源开动 相邻晶粒变形 塑变
一 塑性变形机理
1 晶内变形 晶内变形的主要方式：滑移、孪生
滑移
滑移:在切应力作用下，晶体的一部分相对 于另一部分沿着一定的晶面（滑移面）和晶 向（滑移方向）产生相对位移,且不破坏晶 体内部原子排列规律性的塑变方式。
滑移面：原子排列密度最大的晶面。 滑移方向：原子排列密度最大的方向。 滑移系:一种滑移面及其上的一个滑移方向
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。
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。
孪生的特点
（2）孪晶的萌生一般需 要较大的应力，但随后长 大所需的应力较小，其拉 伸曲线呈锯齿状。孪晶核 心大多是在晶体局部高应 力区形成。变形孪晶一般 呈片状。变形孪晶经常以 爆发方式形成，生成速率 较快。
孪生的特点
（3）形变孪晶常见于密排六方和体心立方晶 体（密排六方金属很容易产生孪生变形）， 面心立方晶体中很难发生孪生。
coscos 取向因子
[uvw] is perpendicular to (uvw)
孪生
孪晶是指两个晶体（或一个晶体的两部分）沿一个 公共晶面构成镜面对称的位向关系，此公共晶面就 称为孪晶面。
孪晶
孪晶
滑移与孪晶
孪生的特点
（1）孪生是一部分晶体沿孪晶面相对于另一部分晶体 作切变，切变时原子移动的距离是孪生方向原子间距的 分数倍；孪生是部分位错运动的结果；孪晶面两侧晶体 的位向不同，呈镜面对称；孪生是一种均匀的切变。
刃型位错
刃型位错会吸引间隙原子 和置换原子向位错区聚集。 小的间隙原子（红色）往 往进入位错管道，置换原 子（棕色）则富集在管道 周围。这样可以降低晶格 的畸变能，同时这些间隙 原子和置换原子对位错起 了钉扎作用，使位错难以 运动，结果可以使晶体的 强度、硬度提高。
M.F. Ashby and D.R.H. Jones, Engineering Materials 1, 2nd ed. (2002)