哈工大金属学与热处理6 ppt课件

——循环往复后可使塑性变形更均匀。
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⑸ 随滑移加剧，存在多滑移和交滑移现象 多滑移： 在两个及以上的滑移系上同时进行的滑移。
意义：促进加工硬化 滑移的本质是借助
位错线的逐步运动。 多滑移时不同方向的位 错线相交割，互为阻碍 →难滑移
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交滑移： 多个滑移面同时沿一个滑移方向进行的滑移。
① 与τk有关； ② 与外力取向有关:
σs＝ τK/(cosλ· cos φ)
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⑶ 滑移两部分相对移动的距离是原子间距 的整数倍，滑移后滑移面两边的晶体位向 仍保持一致；
τ
τ
τ
τ
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⑷ 伴随晶体的转动和旋转，滑移面转向与外力 平行方向，滑移方向旋向最大切应力方向
~10000个原子间距
② 滑移线与滑移带
均为塑变后晶体表面产生的滑移台阶，但大小不 同
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2 滑移特点 ⑴ 发生在最密排晶面，
滑移方向为最密排晶向；
Ⅱ Ⅰ
⑵ 只在切应力下发生，存在临界分切应力
σF σ
弹 性σ
断 裂
伸
τ
长
τ
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τ 弹性歪扭
塑性变形 （滑移）
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λ
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3 滑移系及滑移系数的实际意义
(1) 滑移系
一个滑移面和该面上的一个滑移 方向 称为 ~ 。
└ 每种晶格滑移系数目的多少 可用来衡量滑移难易
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精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
┗主要研究手段
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拉伸过程与拉伸曲线示意
本片选自西安交大范群成先生作品 在此表示感谢！
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σ S—e
S — e：真应力真应变曲线
σ—ε
颈
σ—ε：工程应力应变曲线
缩
ε
工程应力—应变曲线中“颈缩”现象 掩盖了 “加工硬化”
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二 工程应力应变曲线
低碳钢应力应变曲线 σb
什么是分切应力：
λ:拉伸轴线与滑移方向夹角 φ:拉伸轴线与滑移面法向夹角
τ＝(Fcosλ)/(A/cosφ) ＝F/A ·（cosλ· cos φ) ＝σcosλ· cos φ
分切应力
取向因子
分切应力的大小与取向因子 直接相关
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什么是临界分切应力：
临界分切应力(τK)： 使滑移系开动的最小分切应力
密排六方晶体沿基面和 柱面交滑移的示意图
铝单晶体形变出现的 交滑移
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意义： 当位错沿一个滑
移面的移动受阻时， 可通过攀移，转移到 另一个面继续滑移
→易滑移 →使滑移方向灵活， 可降低脆性
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多交
系滑
单Hale Waihona Puke Baidu滑移
滑 移
移
不同合金加工硬化效果不同
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--典型性
σσse
① 分析变形过程；
② 强度、塑性指标的意义 ε
σe 、 σs 、 σb 、 δ、ψ
σ-1；
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σ—ε形式与材料塑性有关
1：退火低碳钢 1：有机玻璃：硬而脆
2：正火中碳钢 2：纤维增强热固塑料：
3：高碳钢
硬而强
但弹性模量
3：尼龙：硬而韧
基本相同
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4：聚四氟乙烯：软而韧
塑性变形方式：滑移；孪生
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一．滑移现象与滑移特点
1 滑移定义：在外力作用下，晶体相邻二 部分沿一定晶面、一定晶向彼此产生相对 的平行滑动
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高锰钢中的滑移带，500X 滑移带
滑移线
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滑移带
τ
滑移线
单晶体
(~100个原 子间距)
滑移示意图
τk 的影响因素： ① 取决于金属本性，与外力无关，取向无关
② 组织敏感参数：金属不纯，变形速度愈大， 变形温度愈低， τk愈大。
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当τ> τK时，发生滑移
滑移面的取向因子大， 则分切应力大：
当滑移面法线、滑移方 向、外力轴三者共面，即 λ ＝90°－φ时，可能获最大 取向因子：
P
P
滑移面
力偶
滑移前
产生 转动 滑移后
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单晶体拉伸变形示意
本片选自西安交大范群成先生作品 在此表示感谢！
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意义：
实际金属由多晶体构成，通过晶体的转 动和旋转，原来取向有利的晶粒（单晶体） 经过一定量塑性变形后取向不利，停止塑 性变形；原来取向不利的晶粒经过旋转、 转动取向变为有利，开始塑性变形；
cosλ· cos φ ＝cos(90°－φ)· cos φ
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λ
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cosλ· cos φ＝cos(90°－φ)· cos φ
φ ＝45°时: 取向因子获最大值1/2 取向因子大——软取向
φ 或λ＝90°时: 取向因子为0 ， τ＝0， 取向因子小——硬取向
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与τK对应的σ即为σs σs的影响因素：
第六章 金属的塑性变形
本章目的： 1 阐明金属塑性变形的主要特点及本质； 2 指出塑性变形对金属组织和性能的影响； 3 揭示加工硬化的本质与意义。
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本章重点： （1）拉伸曲线及其所反映的常规机械性能指标； （2）塑性变形的宏观变形规律与微观机制； （3）加工硬化的本质及实际意义； （4）塑性变形对金属与合金组织、性能的影响： （5）金属材料的强化机制。
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三 弹性模量与刚度
σ=E·ε；τ=G·γ；----弹性模量 意义： ⑴ 拉伸曲线上，斜率； ⑵ 弹性变形难易； ⑶ 组织不敏感：取决于原子间结合力
材料种类；晶格常数；原子间距 刚度
构件刚度：A·E ——弹性变形难易 材料刚度：E
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§5-2 单晶体的塑性变形
F
塑性变形研究思路： ① 基本单元——单晶体变形特性 ② 晶界影响——多晶体变形特性 ③ 相界——合金变形特性
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理想：“近终形”浇注; 实际：保持一定的“压下比” 原因：（1）成形需要；
（2）改善铸态组织，消除铸态缺陷。
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§5-1 金属的变形特性
一 金属变形的方式及研究方法
1 方式：弹性变形 塑性变形 断裂
成形 失效
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2 研究方法 曲线种类：
① 载荷—变形曲线 ② 真应力—真应变曲线 ③ 工程应力—应变曲线