工程材料--金属的塑性变形与再结晶

1、第第 六六 章章金属的塑性变形与再结晶金属的塑性变形与再结晶压力加工方法示意图第一节金属的塑性变形第一节金属的塑性变形一、一、 单晶体金属的塑性变形单晶体金属的塑性变形（一）试验现象 孪生变形示意图高温合金中的孪晶高温合金中的孪晶晶体的塑性变形方式主要有:滑移和孪生其中滑移是最基本的变形方式.（二）试验现象分析 1、“错动”所沿的一定的晶面与晶向 2、“错动”的原因 正应力 切应力 3、“滑移”定义：指在分作用下，晶体的一部分沿着一定晶面（滑移面）上的一定方向（滑移方向）相对于晶体的另一部分发生的滑动。 “孪生”定义：指在分作用下，晶体的一部分沿着一定晶面（孪生面）上的一定方向（孪生方向）相对

2、于晶体的另一部分发生的滑动。（三）滑移发生的条件 1、内部条件滑移面滑移方向滑移系常见金属的滑移系fcc： 11112bcc： 11012hcp： 00013滑移面与滑移方向的特点: 原子密排面和原子密排方向 面间距最大的面和原子间距最小的方向滑移系对塑性变形能力的影响 数量不同时: bcc、fcc hcp 数量相同时: fcc bcc总结: fcc bcc hcp 2、外部条件-切应力分 分 k时：滑移塑变1)取向因子 分 外 coscos 外取向因子取向因子大，有利滑移称软取向取向因子小，不利滑移称硬取向3)滑移时的晶体转动2) 临界分切应力 k定义：使位错开动所需的最小分, 即：（四）滑

3、移的微观机理 1、刚性滑移模型2、位错滑移模型 3、塑性变形实质 在 分作用下，在滑移面上位错，沿滑移方向不断运动、消失和增殖的过程。（五）孪生 1、定义：金属晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面（孪生面）和晶向（孪生方向）发生的切变。 2、特点： 需要的 分大； 塑变量小； 变形速度快。刃型位错运动刃型位错运动螺型位错运动螺型位错运动电子显微镜下位错运动电子显微镜下位错运动1、多晶体的组织特点 工程上使用的金属材料大多为位向、形状、大小不同的晶粒组成的多晶体。 多晶体与单晶体的差异: 晶界、取向不同的晶粒多晶体组织二、多晶体的塑性变形二、多晶体的塑性变形多晶体晶粒结构晶体的晶界结构3、晶

4、界对多晶体塑变的影响 晶界阻碍塑变的进行，晶界使金属材料塑性变形抗力提高，具有强化作用。2、多晶体的塑性变形 多晶体内单晶体的变形仍是以滑移和孪生两种方式进行的。 不同取向的晶粒和晶界影响变形，所以多晶体的塑性变形比单晶体复杂。4、晶粒取向晶粒取向( (位向差位向差) )对多晶体塑变的影响对多晶体塑变的影响 不同取向的晶粒相互制约，彼此阻碍变形不同取向的晶粒相互制约，彼此阻碍变形多晶变形抗力多晶变形抗力 较多的软取向晶粒增加了塑性变形的均匀性较多的软取向晶粒增加了塑性变形的均匀性.5 5、多晶体塑性变形、多晶体塑性变形过程和特点过程和特点 在外力作用下， 软取向晶粒A中位错先运动,逐步过渡到硬取向C. 由少数晶粒变形到多数晶粒变形.多晶体塑变的特点： 晶粒位向各异, 软取向的晶粒先变形, 然后过渡到硬取向晶粒, 变形由不均匀逐步发展到均匀变形.6、晶粒大小与性能的关系细晶强化 晶粒越细晶界面积相互约束晶粒数多晶体变形抗力s Hall-Patch公式: s = 0 + Ky d-1/20晶内变形抗力（常数）Ky反映晶界对变形