單晶體滑移變形第1頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一滑移面面積：S/cos；F在滑移面上分剪力：Fcos；滑移面上分剪應(yīng)力：=Fcos/(S/cos)=(F/S)coscos在同樣外應(yīng)力作用下，引起滑移面上剪應(yīng)力大小決定coscos的大?。换葡到y(tǒng)越多，coscos大的機會就多，達到臨界剪切應(yīng)力的機會也越多。F滑移面滑移方向S臨界分解剪切應(yīng)力第2頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)單晶體的滑移變形密排六方（hcp)晶體金屬的滑移⑴理想的密排六方（hcp)晶體（c/a=1.633)的滑移系：（０００１）＜１１２０＞⑵c/a接近或大于1.633的密排六方金屬(Mg(1.624);Zn(1.856);Cd(1.885))的滑移系：（０００１）＜１１２０＞．滑移系少，加工硬化速率低．⑶c/a小于1.633的密排六方金屬(Ti(1.587);Zr(1.5)))的滑移系：基面已不是唯一的密排面，棱柱面｛１０１０｝和棱錐面｛１０１１｝密排程度與基面相近．棱柱面和棱錐面也是滑移面，滑移方向不變＜１１２０＞．滑移系多，加工硬化速率大．

第3頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一面心立方(fcc)晶體金屬的滑移滑移面：{111}；滑移方向：〈110〉特點：滑移系多，可進行單滑移、雙滑移或多滑移，取決于外力軸的取向．

體心立方(bcc)晶體金屬的滑移滑移面：{110}、{112}、{123}；滑移方向：〈111〉

第4頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一特點：不服從Schmid定律和滑移的非對稱性。不服從Schmid定律的兩種表現(xiàn)：⑴不同溫度在不同晶向上做拉力試驗，當Schmid因子最大時，臨界分切應(yīng)力并不是最大，而且也不是常數(shù)。⑵同樣晶向上拉伸與壓縮的臨界切應(yīng)力不相等表明位錯運動在正反方向上的阻力不同第5頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)多晶體的變形影響多晶體變形的兩個因素：晶界和晶體（粒）位向晶體位向的影響晶粒間變形要協(xié)調(diào)，至少應(yīng)有5個獨立的滑移系。面心和體心立方金屬滑移系多可滿足要求5個獨立的滑移系的變形協(xié)調(diào)條件。密排六方金屬滑移系少，為了實現(xiàn)變形協(xié)調(diào):⑴柱面和棱錐面參與滑移；⑵產(chǎn)生孿生變形晶界的影響⑴位錯在晶界上的塞積位錯運動受到晶界的阻止，在晶界前塞積，形成塞積群。位錯在塞積群中的分布是不均勻的，離晶界越近排列越密。塞積群的長度L等于晶粒直徑D的一半：L=D/2

第6頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一設(shè)：塞積群中有n個位錯，在外力τ作用下，晶界對領(lǐng)先位錯的作用力τB，則

τB=nτ

可知在外力τ作用下在晶界附近引起的應(yīng)力集中是外力τ的n倍。塞積位錯產(chǎn)生的應(yīng)力集中的作用：

①激發(fā)相鄰晶粒位錯源的開動，使變形由一個晶粒傳播到另一個晶粒當τB在相鄰晶?；品较蛏系姆智袘?yīng)力達到臨界切應(yīng)力τc時，相鄰晶粒的位錯源開動。

②產(chǎn)生生解理裂紋，松弛應(yīng)力。

⑵晶界發(fā)射位錯晶界除了阻礙位錯運動造成位錯塞集外，還可以自身發(fā)射位錯。第7頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一面心與體心立方金屬的流變應(yīng)力體心立方金屬單晶體(Nb)：滑移的臨界切應(yīng)力隨溫度變化強烈溫度升高到某一溫度（423K）時易滑移階段消失第二階段硬化率不隨溫度變化面心立方金屬單晶體(Cu)：滑移的臨界切應(yīng)力幾乎不隨溫度而變化第二階段硬化率隨溫度而變化由于上述差別,它們的拉伸塑性隨溫度的變化不同:體心立方金屬:溫度降低,塑性減少;面心立方金屬:溫度降低,塑性反而增加

第8頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一第六節(jié)孿生變形形變孿晶在塑性變形中的作用⑴面心立方金屬一般很難產(chǎn)生孿生變形，如純銅在4K下才發(fā)生孿生變形。但低層錯能的面心立方金屬，如不銹鋼、高錳鋼等在室溫下變形，可出現(xiàn)大量的孿晶。

⑵體心立方和密排六方金屬

密排六方金屬獨立滑移系只有2個，為了協(xié)調(diào)變形，一般滑移和孿晶同時進行。體心立方金屬，在沖擊載荷及低溫時易發(fā)生孿晶變形。⑶孿晶變形的特點①臨界切應(yīng)力隨溫度升高而增加；②在給定溫度下，增加應(yīng)變速率使流變應(yīng)力減少；③加工硬化率隨溫度升高而增加；④引起很高的加工硬化率，由此帶來高的均勻伸長率。孿晶的形核與生長

⑴細晶粒阻礙孿晶的產(chǎn)生：①孿晶形核需要有高的應(yīng)力集中，而細晶粒產(chǎn)生的應(yīng)力較小；②晶界是孿晶生長的障礙。⑵孿晶在高應(yīng)力集中區(qū)形核，形核速度極快⑶孿晶在低應(yīng)力下生長，應(yīng)力-應(yīng)變曲線上呈鋸齒狀第9頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一孿晶變形機制極軸位錯機制----在孿晶面上的可動不全位錯繞一極軸位錯連續(xù)掃過平行的孿晶面。

⑴體心立方晶體的孿晶變形過程孿晶系{112}〈111〉。在各{112}上有柏氏矢量為1/6[111]的位錯，在各層上面移動，就形成了孿晶，如下圖：可動位錯1/6[111]，極軸位錯在孿晶面法線上的分量為a/6[121]，等于孿晶面的面間距。第10頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一⑵面心立方晶體的孿晶變形過程孿晶系{111}〈112〉。孿晶面就是滑移面，其上肖克萊位錯a/6[112]的運動就可產(chǎn)生孿晶，如下圖：（111）上有柏氏矢量為a/6[112]的位錯，在各層上面移動，就形成了孿晶。