晶体的范性变形学习教案

1、会计学1晶体的范性晶体的范性(fnxng)变形变形第一页，共89页。2第1页/共88页第二页，共89页。3第2页/共88页第三页，共89页。4第3页/共88页第四页，共89页。5n研究，回答“为什么”的问题。如对于s=0+kd1/2 ，应用屈服过程的位错理论，导出实验系数的表达式： 0 =m0；k=m2*r1/2 n m：取向因子； 0：基体对位错运动的摩擦阻力；n *：启动位错所需的切应力；r：位错源与位错塞积处的距离。第4页/共88页第五页，共89页。6、模量弹性模量是表征材料中原子间结合力强弱的物理量esbk第5页/共88页第六页，共89页。7真应变真应变真应力真应力0dlllnll 第

2、6页/共88页第七页，共89页。8电液伺服万能(wnnng)材料试验机SHT4605型微机控制(kngzh)电子万能试验机WDW200第7页/共88页第八页，共89页。9退火低碳钢应力-应变(yngbin)曲线第8页/共88页第九页，共89页。10退火低碳钢应力(yngl)-应变曲线第9页/共88页第十页，共89页。11esbk退火低碳钢应力(yngl)-应变曲线第10页/共88页第十一页，共89页。12第11页/共88页第十二页，共89页。13第12页/共88页第十三页，共89页。14单晶体的滑移(hu y)第13页/共88页第十四页，共89页。15.第14页/共88页第十五页，共89页。1

3、6滑移带（铜）滑移带（铜）500滑移带与滑移线（示意图）滑移带与滑移线（示意图）第15页/共88页第十六页，共89页。17第16页/共88页第十七页，共89页。18n故滑移系上的分切应力第17页/共88页第十八页，共89页。19第18页/共88页第十九页，共89页。20第19页/共88页第二十页，共89页。21晶体(jngt)通过刃型位错移动造成滑移的示意图第20页/共88页第二十一页，共89页。22自由(zyu)滑移变形 受夹具限制时的变形 晶体在拉伸时的转动第21页/共88页第二十二页，共89页。23晶体(jngt)在压缩时的晶面转动第22页/共88页第二十三页，共89页。24第23页/共

4、88页第二十四页，共89页。25n将球面(qimin)投影到赤道平面上就称为极射赤面投影，n如投影面不是赤道平面，则叫做极射平面投影。第24页/共88页第二十五页，共89页。26第25页/共88页第二十六页，共89页。27第26页/共88页第二十七页，共89页。28p第27页/共88页第二十八页，共89页。29(a)滑移(hu y)(b) 孪生第28页/共88页第二十九页，共89页。30第29页/共88页第三十页，共89页。31第30页/共88页第三十一页，共89页。32生面+局部位错。第31页/共88页第三十二页，共89页。33锌中的变形(bin xng)孪晶 200 铁的变形(bin xn

5、g)孪晶（纽曼带）第32页/共88页第三十三页，共89页。34第33页/共88页第三十四页，共89页。35滑移滑移 孪生孪生1.宏观上看，两者都是在剪（切）应力作用下发生的均匀剪切变形；宏观上看，两者都是在剪（切）应力作用下发生的均匀剪切变形；2.微观上看，两者都是晶体塑形变形的基本方式，是晶体的一部分相对微观上看，两者都是晶体塑形变形的基本方式，是晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向平移；于另一部分沿一定的晶面和晶向平移；3.两者都不改变晶体结构类型。两者都不改变晶体结构类型。第34页/共88页第三十五页，共89页。36滑移滑移孪生孪生晶体中的位向晶体中的位向已滑移部分与未滑移部已滑

6、移部分与未滑移部分的位向相同分的位向相同已孪生部分（孪晶）与未已孪生部分（孪晶）与未孪生部分（基体）的位向孪生部分（基体）的位向不同，两部分镜面对称不同，两部分镜面对称位移量位移量原子的位移是沿滑移方原子的位移是沿滑移方向上原子间距的整数倍向上原子间距的整数倍；且在一个滑移面上总；且在一个滑移面上总位移较大位移较大原子的位移小于孪生方向原子的位移小于孪生方向的原子间距，一般为孪生的原子间距，一般为孪生方向原子间距的方向原子间距的1/n对塑形变形的贡对塑形变形的贡献献大大有限有限变形应力变形应力有确定的临界分切应力有确定的临界分切应力所需分切应力一般高于滑所需分切应力一般高于滑移的临界分切应力移

7、的临界分切应力变形机制变形机制滑移是全位错运动的结滑移是全位错运动的结果果孪生是分位错运动的结果孪生是分位错运动的结果第35页/共88页第三十六页，共89页。37匀地滑移，它要受到相邻晶粒的牵制，故晶粒之间要互相配合、协调。如果协调不好(b ho)，将会导致塑性下降（晶界处开裂）。变形不均匀导致内应力不均匀右图表明，右图表明，A、B、C晶粒所处位向不同，故滑移次序不同，晶粒所处位向不同，故滑移次序不同，因而在它们因而在它们(t men)之间产生了不同的应力。之间产生了不同的应力。 第36页/共88页第三十七页，共89页。38经拉伸(l shn)后晶界处呈竹节状第37页/共88页第三十八页，共8

8、9页。39料的塑性和韧性，这是其他强化方法所不具备的。第38页/共88页第三十九页，共89页。40第39页/共88页第四十页，共89页。41低碳钢的屈服(qf)强度与晶粒大小的关系铜和铝的屈服强度与其亚晶尺寸的关系第40页/共88页第四十一页，共89页。42第41页/共88页第四十二页，共89页。43相对(xingdu)价因素（电子因素）：溶质原子与基体金属的价电子数目差越大，固溶强化效果越显著。第42页/共88页第四十三页，共89页。44n 2(zl) 表现在这对超位错运动的阻力(zl)。（图7.5、7.6）第43页/共88页第四十四页，共89页。45第44页/共88页第四十五页，共89页。

9、46第45页/共88页第四十六页，共89页。47位错绕过第二(d r)相粒子示意图黄铜中围绕(wiro)着Al2O3粒子的位错环 第46页/共88页第四十七页，共89页。48位错切过粒子(lz)示意图在Ni-Cr-Al合金(hjn)中位错切过Ni3Al粒子 第47页/共88页第四十八页，共89页。49第48页/共88页第四十九页，共89页。50第49页/共88页第五十页，共89页。51n相关内容参考教材p189、“第七章强化理论及应用”第50页/共88页第五十一页，共89页。52第51页/共88页第五十二页，共89页。53反向塑性变形的问题须考虑包辛格效应，而其他(qt)问题，为了简化常忽略这

10、一效应。第52页/共88页第五十三页，共89页。54第53页/共88页第五十四页，共89页。55一种相对稳定的尺寸。冷变形金属组织随加热(ji r)温度及时间的变化示意图 t0t1t2t3回复回复(huf)再结晶再结晶晶粒长大晶粒长大第54页/共88页第五十五页，共89页。56密度内应力第55页/共88页第五十六页，共89页。57n高温回复(0.5Tm)位错除滑移外，还可攀移，实现多边化，如下图所示。第56页/共88页第五十七页，共89页。58第57页/共88页第五十八页，共89页。59第58页/共88页第五十九页，共89页。60第59页/共88页第六十页，共89页。61n 2）形核机制晶界弓

11、出形核机制晶界弓出形核机制(jzh) 亚晶合并亚晶合并(hbng)形核机制形核机制 亚晶蚕食形核机制亚晶蚕食形核机制 第60页/共88页第六十一页，共89页。62第61页/共88页第六十二页，共89页。63ABC间位相差很小A和B合并ABC合并,形成大位相差界面亚晶合并(hbng)形核第62页/共88页第六十三页，共89页。64 若变形量很大、具有低层错能的金属则以亚晶蚕食机制形若变形量很大、具有低层错能的金属则以亚晶蚕食机制形核。它是在位错密度很大的小区域，通过位错攀移和重新核。它是在位错密度很大的小区域，通过位错攀移和重新分布，形成位错密度很低的亚晶，这个亚晶便会向周围位分布，形成位错密度

12、很低的亚晶，这个亚晶便会向周围位错密度高的区域生长，最终由小角度晶界演变成大角度晶错密度高的区域生长，最终由小角度晶界演变成大角度晶界，如图所示。界，如图所示。再结晶亚晶形核机制(jzh)示意图(a) 亚晶直接(zhji)长大形核 形变造成了大位向差的界面形变造成了大位向差的界面界面迁移界面迁移再结晶晶核再结晶晶核第63页/共88页第六十四页，共89页。65第64页/共88页第六十五页，共89页。66第65页/共88页第六十六页，共89页。67铁a和铝b的开始(kish)再结晶温度与预先冷变形程度的关系 第66页/共88页第六十七页，共89页。68第67页/共88页第六十八页，共89页。69增

13、大，故再结晶速度加快。第68页/共88页第六十九页，共89页。70第69页/共88页第七十页，共89页。71第70页/共88页第七十一页，共89页。72黄铜(hun tn)的再结晶晶粒大小与变形度及原始晶粒大小的关系 第71页/共88页第七十二页，共89页。73低碳钢，应变(yngbin)度及退火温度对再结晶后晶粒大小的影响 第72页/共88页第七十三页，共89页。74第73页/共88页第七十四页，共89页。75驱动力，从整体上看，是晶粒长大前后总的界面能差。从个别晶粒长大的微观过程来说，晶界具有不同的曲率则是造成晶界迁移的直接原因。第74页/共88页第七十五页，共89页。76第75页/共88

14、页第七十六页，共89页。77铝晶粒长大的晶界迁移 1 迁移前晶界位置 2 迁移后晶界位置第76页/共88页第七十七页，共89页。78晶界平直(pn zh)化示意图 第77页/共88页第七十八页，共89页。79三晶粒相交(xingjio)时晶界的移动 第78页/共88页第七十九页，共89页。80晶粒形状(xngzhun)与晶界曲率 晶粒缩小(suxio)过程示意图 第79页/共88页第八十页，共89页。81第80页/共88页第八十一页，共89页。82晶粒异常长大(chn d)过程 第81页/共88页第八十二页，共89页。83第82页/共88页第八十三页，共89页。84化与回复、再结晶的软化两个相反的过程，就其性质，可分为动态回复与动态再结晶。第83页/共88页第八十四页，共89页。85n控制热加工