6塑性变形9.11讲解

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m称为取向因子，或称施密特因子（Schmid）。 m与塑性变形：m越大，越有利于滑移。 软取向、硬取向 τ k的特点： 1)临界分切应力的大小主要取决于金属的本性， 与外力无关。当条件一定时，各种晶体的临 界分切应力各有其定值 2)是一个组织敏感参数。
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4 滑移时晶体的转动 1）位向和晶面的变化 滑移过程中，滑移面和滑移方向的转动必然导 致取向因子的改变。 2）取向因子的变化 几何硬化 几何软化
强度：材料在外力作用下抵 抗变形和破坏的能力。 屈服强度s：材料发生微量
塑性变形时的应力值。

条件屈服强度0.2：残余变形量为0.2%
0.2
时的应力值。

抗拉强度b：材料断裂前所承受的最大
应力值。
6
塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形 的能力。指标为： 拉 伸 试 样 的 颈 缩 现 象
1 ）孪生使一部分晶体发生了均匀的切变，而 滑移是不均匀的，只集中在一些滑移面上进行。 2 ）孪生后晶体变形部分与未变形部分成镜面 对称关系，位向发生变化。
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3）孪生比滑移的临界分切应力高，萌发于滑 移受阻因其的局部应力集中区。 4）孪生对塑性变形的贡献比滑移小得多。孪 生改变了晶体位向 5）由于孪生变形时，局部切变可达较大数量， 所以在变形试样的抛光表面上可以看到浮凸， 经重新抛光后，虽然表面浮凸可以去掉，但因 已变形区的晶体位向不同，所以在偏光下或浸 蚀后仍能看到孪晶。而滑移变形后的试样经抛 光后滑移带消失。
l
8
均匀塑性变形阶段的真应力-真应变曲线，称 为流变曲线：
S ke
n
N形变强化指数，值 越大，变形时的强化 效果越明显
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第二节
单晶体的塑性变形
常温下塑性变形的主要方式：滑移、孪生、扭 折。 一 滑移 1 滑移现象 定义：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。
2
典型的应力应变－曲线
3
4
弹性：即材料承受最大弹性 变形时的应力。指标为弹 性极限e。 刚度：材料受力时抵抗弹性
变形的能力。指标为弹性
模量E：
E tg （MPa ）
弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而 逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、 合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过增加横截面积 或改变截面形状来提高零件的刚度。 5
第六章
单晶体塑 性变形 多晶体塑 性变形
塑性变形
单相
多相
本章介绍的内容：由简单到复杂
合金塑性 变形 塑性变形组织 及性能
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机理
第一节
金属的应力应变曲线
一 工程应力应变曲线
拉伸试验基本过程：将GB6397-86制作的标准 试样（长试样l＝10d和短试样l=5d）放在拉伸 试验机上缓慢拉伸，试样在载荷P下缓慢伸长， 直至断裂。得到工程应力－应变曲线。
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交滑移和多滑移的区别：
多滑移是由完全不同的两个滑移系分别或交替 进行滑移；交滑移是由具有同一滑移方向的两 个或多个滑移系同时启动而进行
发生多滑移时会出现几组交叉的滑移带；发生 交滑移时会出现曲折或波纹状的滑移带。 交滑移必须是纯螺型位错，因其滑移面不受限 制。可以同时进行共向滑移。
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6 滑移的位错机制 把滑移设想为刚性整体滑动所 需的理论临界切应力值比实际 测量临界切应力值大3-4个数 量级。滑移是通过滑移面上位 错的运动来实现的。
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(a)示意图
(b)晶体外表面的滑移痕迹 单晶体的滑移
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在其他条件相同时，金属塑性的好坏不只取 决于滑移系的多少，还与滑移面原子密排程 度及滑移方向的数目等因素有关
晶体结构 面心立方 滑移面 {111}×4 滑移方向 <110>×3 滑移系数目 12 常见金属 Cu,Al,Ni,Au
{110}×6 体心立方 {121}×12
多 脚 虫 的 爬 行
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刃位错的运动


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二 孪生 1 孪生现象 在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部 分沿一定的晶面和晶向发生均匀切变并形成晶 体取向的镜面对称关系。
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变形部分与未变形部分以孪晶面为准，构成镜 面对称，形成孪晶。孪晶在显微镜下呈带状或 透镜状。
2 孪生变形的特点
Hale Waihona Puke Baidu10
特点：晶体结构类型并未改变 。 滑移的组织形态：光镜下：滑移带（无重现性） 电境下：滑移线。 显微组织特点：抛光后可能看不见。
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2 滑移系 滑移是沿着特定的晶面 和
晶向进行的。
滑移面 （密排面）滑移方向(密排方向) 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
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每一种晶格类型的金属都具有特定的滑移系。 滑移系的多少在一定程度上决定了金属塑性的 好坏。 滑移系的个数 :( 滑移面个数）×（每个面上所 具有的滑移方向的个数）
{123}×24 {0001}×1 {1010} {1011}
×2 <111> ×1
×1 ×3 <1120>
12 12
24 3 3 6
Fe,W,Mo Fe,W
Fe Mg,Zn,Ti Mg,Zr,Ti Mg,Ti
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3 临界分切应力 滑移是在切应力作用下发生的 滑移发生的力学条件：
P cos P cos cos o cos cos A / cos A
当外力P一定时，作用于滑移系 上的分切应力与晶体受力的位 向有关。
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当外加应力等于屈服强度时： 宏观上：晶体出现塑性变形。 微观上：晶体开始滑移。此时滑移方向上的分 切应力达到临界值，称为临界分切应力。 τk：在滑移面上沿滑移方面开始滑移的最小分切 应力。 k s m m cos cos
伸长率 ：
l1 l 0 100% l0
F0 F1 100% 断面收缩率 ： F0
拉伸前
断裂后
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二 真实应力应变曲线 真实应力应是瞬时载荷P与瞬时面积F之比
P S F
真应变e应是瞬时伸长量除以瞬时长度，即
dl l e de ln ln(l ) l0 l l0
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5 多滑移 1）单滑移：只有一组滑移系处于最有利的取向 （m最大）时，分切应力最大，便进行单系滑移。 2）多滑移：在多个（>2）滑移系上同时或交替 进行的滑移。 发生多滑移时会出现几组交叉的滑移带。 3）交滑移 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。
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多滑移
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交滑移