第五章金属及合金的塑性变形与断裂.ppt

第五章 金属及合金的塑性变形与断裂 * * 当应力超过弹性极限后，金属将产生塑性变形。在常温和低温下金属塑性变形主要通过滑移方式进行，此外，还有孪生等其他方式。 滑移的位错机制 正刃型位错滑移时周围原子的位移 螺型位错滑移时周围原子的位移 （a）原始位置；（b）位错向左移动了一个原子间距 孪 生（twinning） 孪生变形：在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面（孪生面）和晶向（孪生方向）相对于另一部分晶体作均匀切变时所产生的变形。 孪生变形后，相邻两部分晶体的取向不同，恰好以孪生面为对称面形成镜像对称，形成孪晶（twin）。 面心立方晶体的孪生变形过程示意图 a）孪生面与孪生方向 b）孪生变形时的晶面移动情况 一部分晶体沿孪生面和孪生方向进行逐层的移动，每层晶面的移动距离和该层距孪生面的距离成正比，亦即相邻晶面的相对位移量相等。（均匀切变） ?-Fe中的孪晶（冲击条件下） 一般来说，孪生的临界分切应力要比滑移的临界分切应力大得多，只有在滑移很难进行的条件下，晶体才进行孪生变形。 对称性低、滑移系少的密排六方（hcp）金属比较容易产生孪生变形。 体心立方（bcc）金属在室温时只有在冲击载荷下才产生孪生变形。但当滑移的临界切应力显著提高时，在一般滑移速率下也可引起孪生。 面心立方（fcc）金属的对称性高，滑移系多，容易滑移，因此孪生一般较难发生，但在特殊条件下也能产生孪生现象。 孪 生 滑 移 锌形变组织 （a）抛光后变形（滑移、孪生都可看到） （b）再抛光并浸蚀（滑移看不见，孪晶仍存在） 孪生对塑性变形的贡献比滑移小得多。但是，由于孪生后变形部分的晶体位向发生改变，可使原来处于不利取向的滑移系转变为新的有利取向，这样就可以激发起晶体的进一步滑移，提高金属的塑性变形能力。 变形孪晶经常以爆发方式形成，其生成速率较快（接近于音速），常引起冲击波，发出响声。 End *