第六章塑变与断裂

第六章金属及合金的塑性变形与断裂1了解金属的断裂2理解金属与合金的塑形变形3掌握塑形变形对金属组织和性能的影响本章要求：重点：塑形变形对金属组织和性能的影响共4学时§6-1金属的变形特性1方式：弹性变形塑性变形断裂成形失效2研究方法①载荷—变形曲线②真应力—真应变曲线③工程应力—应变曲线

┗主要研究手段金属变形的方式及研究方法低碳钢应力—应变曲线

┕典型性①分析变形过程②强度、塑性指标的意义

σe

、σs

、σb

、δ、ψ疲劳强度σ-1=(0.45~0.55)σb工程应力—应变曲线εσbσsσe低碳钢应力—应变曲线变形三阶段：

⑴弹性变形⑵塑性变形

⑶断裂1变形过程分析σsσbσeσesz0ε弹性变形塑性变形断裂低碳钢的应力－应变曲线特点：应力撤消后,变形消失；应力与应变成正比关系；总变形量很小：＜1%主要性能指标：弹性极限σe：保持弹性变形的最大应力，MPa。规定弹性极限σr0.01

弹性模量E：σ=E·ε⑴弹性变形:σsσbσeσesz0ε低碳钢应力－应变曲线σsσbσeσesz0ε定义：

材料断裂前发生永久不可逆变形的能力称为塑性变形。应力撤消后,变形仅部分消失，存在残余、永久性的变形。特点：

①变形具永久性、不可逆性

②应力与应变成非正比关系

③变形量较大—可以塑性加工的原因。⑵塑性变形弹性变形量残余变形量2

塑性变形中的重要指标

断裂前塑性变形量的大小:抗拉强度(σb)屈服强度(σs)断后伸长率(δ)、断面收缩率(ψ)承受的应力大小:σsσbσeσesz0ε材料抵抗变形或断裂的能力称为强度。⑴强度σ0.2

低碳钢与铸铁的应力—应变曲线σσ0.2%(a)低碳钢(b)铸铁σσbσsσeσeszεε断裂与塑性变形是材料失效的形式②

抗拉强度：材料在断裂前所承受的最大应力值(σb),Mpa.

—

产生最大均匀塑性变形的抗力。

—

存在颈缩现象，即不均匀塑性变形。注意：

塑性变形中:σs

<σ<σb

①

屈服强度：材料开始发生明显塑性变形时的应力值(σs),Mpa。

a实质是抵抗微量塑性变形的抗力

b无明显屈服现象时采用条件屈服极限σ0.2┗规定残余伸长率为0.2%时对应的应力值工程设计中：塑性材料：选σs或σ0.2作为极限应力σ0

工作应力σ≤许用应力[σ]＝σ0/n

安全系数n=1.5~2

脆性材料：常选σb作为极限应力σ0

工作应力σ≤许用应力[σ]＝σ0/n

安全系数n＞2③屈强比（σs/σb）：0.6~0.85——屈强比高，强度利用率高。

——屈强比低，安全性高。

┕综合考虑材料利用率和安全性。⑵

塑性①

伸长率（δ)：试样拉断后标距的增长量与原始标距长度之比。

δ=[(L断后-L原始)/

L原始]×%=(ΔL/

L0)×%②断面收缩率(ψ)：试样拉断处横截面积的缩减量与原始横截面积之比。

ψ=(A原始-A断后)/

A原始×%=ΔA/A0×%┕

δ、ψ越高，材料的塑性越好通常ψ<5%→脆性材料塑性的意义：成形安全⑶弹性模量与刚度

σ=E·ε；τ=G·γ；----弹性模量/切变模量

意义：①拉伸曲线上直线部分的斜率；②弹性变形难易（E、G越大，越不易变形）；③对组织不敏感，取决于原子间结合力、材料种类、晶格常数、原子间距；

刚度：拉伸件刚度表示：Ao·E——表示弹性变形难易

Ao

——拉伸件截面积

Ao·E↑，弹性变形越小。工程应力—应变曲线中“颈缩”现象掩盖了

“加工硬化”。颈缩

σ—ε：工程应力——应变曲线σ—εs—eσε

s—e：真应力——真应变曲线真应力——真应变曲线表明：随材料加工硬化的继续进行，外加应力需不断增高才能使变形继续进行，即使出现颈缩后，颈缩处的真应力仍在升高。§6-2单晶体的塑性变形塑性变形研究思路：①基本单元——单晶体变形特性②晶界影响——多晶体变形特性③相界——合金变形特性塑性变形方式：滑移（主要在常温和低温下）和孪生1定义

在外力作用下，晶体相邻二部分沿一定晶面、一定晶向彼此产生相对的平行滑动。

滑移晶体滑移示意图将抛光后的纯铝、纯铜或纯铁单晶体试样变形后，在金相显微镜下发现表面上出现许多相互平行的线条——滑移带(就是相互靠近的一组小台阶所构成的一个大台阶)。┕每一个小台阶——滑移线2滑移观察τ单晶体滑移线和滑移带示意图滑移带~10000个原子间距～1000个原子间距(~100个原子间距)滑移线

滑移线与滑移带——均为塑变后晶体表面产生的滑移台阶，只是大小不同而已。35(1)

滑移系[滑移面+滑移方向]

一个滑移面和该面上的一个滑移方向结合起来称为滑移系。

└每种晶格滑移系数目的多少可用来衡量滑移难易。滑移面：密排面滑移方向：原子密度最大的晶向3滑移系及滑移系数目的实际意义⑵各晶体结构的滑移系①体心立方(b.c.c)滑移面：｛110｝

(110),(011),(101),(110),(011),(101)滑移方向：〈111〉滑移系数：6×2=12(110)[111]②面心立方(f.c.c)(111)[110]③密排六方（HCP）滑移面｛0001｝滑移方向〈1120〉滑移系数目：1×3=3滑移面：｛111｝(111),(111),(111),(111)滑移方向：〈110〉滑移系数目:4×3=12(0001)[1120]（3）滑移系数目的实际意义①滑移系数目愈多，塑性愈好；②滑移系数相同时，滑移方向多者塑性较好塑性排序：f.c.c（3个）＞b.c.c（2个）＞h.c.p

判断塑性变形能力为什么钢均要加热到奥氏体温度进行锻、轧？4滑移特点⑴发生在最密排晶面（右图Ⅰ）滑移方向为最密排晶向⑵滑移只在切应力作用下发生，且存在临界分切应力σσ断裂弹性伸长ττ弹性歪扭塑性变形（滑移）στFⅠⅡ正应力使晶格发生弹性变形或断裂切应力使晶格发生弹性歪扭或塑性变形塑性变形的实质

——原子移动到新的稳定位置λ：拉伸轴线与滑移方向夹角φ：拉伸轴线与滑移面法向夹角

τ＝(Fcosλ)/(A/cosφ)

＝F/A·(cosλ·cosφ)随外力F↑，拉伸应力F/A达到屈服极限σs时，分切应力达到临界值τk，晶体就在该滑移系上开始滑移。什么是分切应力?横截面积AFNFλφ滑移方向滑移面法向A/cosφ取向因子分切应力轴向拉力圆柱金属单晶体分切应力的分析图临界分切应力(τK)：

使滑移系开动的最小分切应力。τk

的影响因素：①取决于金属本性(晶体结构、纯度、加工状态、试验温度与加载速度等)，而与外力和取向无关。②组织敏感参数：金属不纯，变形速度愈大，变形温度愈低，τk愈大。

与τK对应的σ即为σs

σs的影响因素：

①与τk有关；②与外力取向有关:σs＝τK/(cosλ·cosφ)τk＝σscosλ·cosφφ＝45°时:

取向因子获最大值1/2

取向因子最大，σs最小，易滑移——软取向φ或λ＝90°时：滑移面与外力垂直或平行

取向因子为0，σs

无穷大，

无法滑移——硬取向cosλ·cosφ＝cos(90°－φ)·cosφ分析取向因子：横截面积AFNFλφ滑移方向滑移面法向A/cosφ轴向拉力取向因子介于0～0.5之间时，σs较高——

需要较大拉应力才能使晶体滑移，产生塑性变形。σs＝τK/(cosλ·cosφ)⑶滑移两部分相对移动的距离是原子间距的整数倍（柏氏矢量），滑移后滑移面两边的晶体位向仍保持一致。ττττ拉伸时金属晶体发生转动的机制示意图⑷滑移时伴随晶体的转动和旋转。从晶体中取出相邻的三层很薄的晶体，滑移前作用于B层的施力点为O1和O2。当任意力作用在晶体上进行拉伸时，施力点移到O1′和O2′，可将作用于O1′和O2′的外应力分解为沿滑移方向的分切应力τ1和τ2和法向正应力σ1和σ2，法向正应力形成力偶，使滑移面朝与外力平行的方向转动；当最大切应力与滑移方向不一致时，最大切应力τ1/2可分解为滑移方向的分切应力τ1′和τ2′和垂直于滑移方向的分力τb或τb′，τb或τb′形成力偶使滑移方向朝最大切应力方向转动→有利于滑移。压缩时，正好相反。O1O2O1′O2′σσ1τ1τ2σ2ABC几何硬化τ1′τ2τbτb′τ1τ2′最大切应力方向滑移方向几何软化转动的意义：实际金属由多晶体构成，通过晶体的转动和旋转，原来取向有利的晶粒（单晶体）经过一定量塑性变形后取向不利，停止塑性变形；原来取向不利的晶粒经过旋转、转动变为取向有利，开始塑性变形。

——循环往复后可使塑性变形更均匀。⑸随滑移加剧，存在多滑移和交滑移现象

多滑移：在两个及以上的滑移系上同时进行的滑移（几个滑移系上的分切应力相等，并同时达到临界切应力时就会发生多滑移）多滑移意义：促进加工硬化。

多滑移多滑移时的滑移带常呈交叉形铝单晶体形变出现的交滑移交滑移：两个或多个相交滑移面同时沿一个滑移方向进行的滑移。交滑移时滑移带会出现曲折或波纹状。晶体沿基面和柱面交滑移的示意图滑移方向基面柱面交滑移意义：当位错沿一个滑移面的移动受阻时，可通过攀移(晶体取向)，转移到另一个滑移面继续滑移→易滑移→使滑移方向灵活，可降低加工硬化。滑移攀移铝单晶中的交滑移250×

hcp几乎不发生交滑移，fcc可以发生交滑移，最容易发生交滑移的是bcc晶体(因滑移面多，可看到波纹状线条)。如果没有交滑移，只增加外力，晶体很难继续变形下去，只有发生断裂。32第Ⅰ阶段(单滑移）：易滑移阶段，晶体中只有一个滑移系上的分切应力最大，并达到临界切应力。在晶粒内只有一组平行的滑移线。在变形量很小的情况下发生，位错在滑移过程中不与其它位错发生交互作用，因此，加工硬化很弱。第Ⅱ阶段(多滑移)：多滑移会产生强的加工硬化，原因是不同滑移系发生位错交割、增殖、塞积，位错运动阻力加大，加工硬化突然上升。如面心立方金属，两组平行线交叉。第Ⅲ阶段(交滑移）：晶体取向的改变,使多个相交滑移面沿一个滑移方向滑移,加工硬化效果逐渐下降。3736ⅠⅡⅢ切应力τ面心立方单晶体的切应力—切应变曲线交滑移多系滑移单系滑移切应变315滑移的位错机制

30年代，在研究晶体滑移时，发现理论屈服强度和实际强度间有巨大差异（竟达1500倍），为了解释这种差异，人们设想晶体中存在某种缺陷。形变就发生在这局部缺陷处。——位错学说的产生位错学说：

①晶体内部存在某类缺陷——位错②晶体塑性变形依靠位错的逐步运动进行的⑴

晶体滑移的本质——位错学说滑移台阶完整晶体有缺陷晶体上下两部分作整体刚性移动位错在切应力作用下沿着滑移面逐步移动，当位错线移到晶体表面时，就在晶体表面留下一个原子间距的滑移台阶。18

实际晶体的塑性变形不是单个位错原子列作原子间距的完整跳跃，而是位错中心附近少数原子作远小于原子间距的弹性偏移,只需很小切应力就可实现移动。

└τ实《τ理

的原因。即实际金属强度远小于理想结构金属强度。滑移线的实质——当一条位错线移到晶体表面时，就在晶体表面留下一个原子间距的台阶，其大小等于柏氏矢量，当大量位错滑移到晶体表面时→形成滑移线。⑵

滑移过程中存在位错增殖DD′τ位错源弓出蜷线DD′位错环——下图为Frank-Read位错源增殖机制背景:退火态ρ位错≈1010m-2；冷变形:ρ位错≈1015~1016m-2；

┕

位错增殖学说32τττ意义：引起滑移的位错并不消失反而增殖→ρ位错↑↑。

——位错强化mn①不在同一滑移面上的位错相遇产生割阶→运行阻力↑→位错之间互为阻力。└ρ位错↑↑，是σ、HB↑的主要原因⑶

位错在运行中产生交割（产生割阶）与塞积，位错密度愈高，交割与塞积愈严重。例如：两刃位错互相垂直ef是割阶，使CD产生扭折变成一条折线产生割阶的影响：增加了位错的长度；割阶位错运动困难→这是多滑移加工硬化效果较大的主要原因。ABDC,C’efD’b2b132在切应力作用下，Frank-Read位错源所产生的大量位错沿滑移面运动时，遇到障碍物(杂质、晶界、固定位错)的阻碍，形成位错平面塞积群，并在障碍物前端形成高度应力集中。应力集中τ为：τ=nτ0τ0—为滑移方向的分切应力值n—塞积群的位错数，n↑，应力集中↑。1234in障碍物位错的平面塞积滑移面L位错源②杂质、晶界、固定位错阻碍位错运行，导致位错塞积

孪生晶体在切应力下,其一部分沿一定的晶面（孪生面）和晶向（孪生方向）相对于另一部分作均匀切变。

—发生孪生的区域称为孪晶带。

—滑移系较少的HCP金属Cd,Zn,Mg等比较容易出现孪生变形，金属性较弱的Bi,Sb等菱方晶体，几乎全部是孪生方式进行塑性变形。1定义ττ孪生面孪生面孪晶带1/32/3基面1/32/3基面1/32/3基面1/32/3基面1/32/3基面ττABCA’B’C’DE(ī10)(111)孪晶面[112]孪晶方向(a)孪生面与孪生方向(b)孪生切变时的原子位移孪生方向[112]HIJKLMNABCDEFGA’B’面心立方晶体的孪生变形过程2孪生的特点①孪生前后变形部分晶体位向改变，两部分之间以孪生面为镜面对称。②切变区域内与孪晶面平行的每层原子的切变量与它距孪生面(基面)的距离呈正比，相邻原子间的相对位移为原子间距的分数倍（1/3倍原子间距）。③也存在临界分切应力：τ孪>>τ滑（只有在滑移很难进行时发生，如HCP滑移系少，对称性低)④变形速度极快，引起冲击波，发出声响，且变形量小。

—τ滑

<<τ孪

,滑移系数目足够时→滑移

—f.c.c：滑移；极低温例外(位错被钉扎)—b.c.c：滑移为主；冲击或低温时例外

—h.c.p：孪生1晶体结构

影响塑性变形方式的因素2变形速度变形V↑，孪生几率↑；原因：τ滑↑，τ滑与τ孪差距↓3变形温度T↓，孪生几率↑；原因：τ滑↑①V变形↑与低温综合作用加剧孪生；②滑移与孪生往往交替进行。分析小结：§6-3多晶体的塑性变形随外力↑，当有利于位向晶粒的τ切＞τK时先发生塑性变形；处于不利位向的晶粒并未发生塑性变形，仍处于弹性变形状态；已发生塑性变形晶粒与周围未发生滑移晶粒位向不同，其运动位错源源不断沿滑移面运动，但不能超过越过晶界，在晶界处受阻，形成位错的平面塞积群→造成很大应力集中，当外力+应力集中＞相邻晶粒τK时才开始发生塑性变形。注意：多数晶粒的塑性变形一般不是由外力直接引起，而是由已塑性变形晶粒中的位错平面塞积群造成的。⑴单个晶粒与单晶体一致；⑵各晶粒的变形具有不同时性：分批、逐次。原因：各晶粒取向不同

多晶体塑性变形特点⑶相互协调性应力σ(MPa)在多晶体中，每个晶粒都处于其他晶粒的包围中，其塑性变形不是孤立的和任意的，必须与邻近晶粒相互协调配合，否则难变形，甚至导致材料断裂→这样就要求晶体发生多滑移。可知多晶体变形抗(阻)力>单晶体原因：①晶界阻碍位错运动②位向差→晶粒之间须协调(多滑移)造成应力集中τ=nτo材料断裂晶界位错塞积⑷变形具有不均匀性①对一个晶粒来说，晶粒内部与边界变形量不同，晶粒中心变形大，边界变形小；②各晶粒之间变形不同，有的大，有的小。因为晶粒之间取向不同。多晶体塑性变形的意义：细晶强化——金属材料极为重要的强化方法之一。用细化晶粒增加晶界提高金属强度的方法叫细晶强化。霍耳—配奇公式：

σs

＝σ0＋Kd-1/2相关解释：屈服强度是与滑移从先塑性变形晶粒转移到相邻晶粒密切相关，即与位错塞积引起的应力集中有关

τ=nτ0n与引起塞积的障碍物(晶界)到位错源的距离成正比，晶粒越大，距离越长，n越大，应力集中越大，变形所需外力越小，易引起相邻晶粒发生塑性变形。而小晶粒在晶界造成较小应力集中，则需要较大外力才能使相邻晶粒发生塑性变形，因此大晶粒比小晶粒易变形。→这是细晶强化的主要原因多晶体（0.012mm单晶体伸长率（%）应力MPa应力——应变曲线屈服强度MPad-1/2/cm-1/2屈服强度与晶粒大小的关系为什么晶粒越细金属材料强度越高，而且塑韧性也好？晶界原子排列较不规则，阻碍位错运动，使变形抗力增大。晶粒小→晶界多→变形抗力大→强度，硬度↑(细晶强化)晶粒小→晶粒内部与晶界附近应变差较小，变形均匀，应力集中引起开裂机会也较少→断裂前可承受较大的变形量，吸收更多的能量→塑性↑，韧性↑。小结

金属变形的特性弹性、塑性、断裂

单晶体的塑性变形方式

滑移和孪生

滑移带滑移系

滑移的特点滑移系是密排滑移晶面和密排晶向、存在临界分切应力、滑移距离为原子间距整数倍、晶体旋转与转动、存在多滑移和交滑移

滑移的机制滑移的实质、位错增殖、位错交割与塞积

孪生孪生前后变形部分晶体位向改变、切变区域内相邻原子间的相对位移为原子间距的1/3倍、临界分切应力τ孪>>τ滑、变形速度极快且变形量小

影响塑性变形方式的因素

多晶体的塑性变形特点不同时性不均匀性相互协调性

细晶强化

§6-4合金的塑性变形1溶质原子阻碍变形

——固溶强化(强度↑，塑韧性↓)原因:

①由溶质溶剂半径差所引起的弹性畸变和位错间产生的弹性交互作用，对滑移面上运动着的位错有阻碍作用；②位错线上偏聚的溶质原子(称为柯氏气团)对位错的钉扎作用，见下图。柯氏气团的形成将降低位错能，使位错处于稳定状态，减少可动位错数目。

单相固溶体合金的塑性变形溶质原子在位错附近的分布示意图(a)溶质原子大于溶剂原子的置换固溶体；(b)溶质原子小于溶剂原子的置换固溶体；(c)间隙固溶体—合金元素溶解度↑，强化作用↑—溶质和溶剂原子尺寸相差↑，晶格畸变↑，强化作用↑—间隙固溶强化＞置换固溶强化。10~100倍—溶质和溶剂原子价电子数↑，强化作用↑2固溶强化规律

多相合金的塑性变形两相晶粒尺寸相近，塑性也相近，变形抗力取决于两相的体积分数。则合金强度可用下式表示。

jα+jβ=1合金的强度极限随较强的一相的含量增加呈线性增加。bbaasjsjs+=1合金中两相性能相近引言：多相合金也是多晶体，但其中有些晶粒是另一相，有些晶界是相界。脆性相塑性相连续网状2合金中两相性能相差较大一相硬而脆，难变形；另一相为塑性好的固溶体基体。合金性能：除了与两相相对含量有关外，还与第二相的强度塑性、大小、数量、形态、分布等有关。(1)第二相连续网状分布在晶界上

┕使合金塑性变差，强度降低珠光体片间距S0越小，强度越高，变形越均匀，变形能力增加

细珠光体强度高，塑性好。σs

＝σi＋KsS0-1/2(2)层片状第二相

┕使基体强度提高(3)脆性相呈颗粒状分布

如：粒状P中粒状Cem对F的塑变阻碍↓↓—

强度降低，塑性、韧性改善。若第二相呈弥散分布，则可显著提高合金强度。原因：弥散细小的第二相粒子与位错交互作用，阻碍了位错的运动→提高了变形抗力。霍耳—配奇公式：如：P=F+片状Cem第二相微粒间距λ越小，强化效果越好。①位错绕过第二相粒子——弥散强化根据第二相粒子与位错的交互作用方式，有两种强化机制：α黄铜中围绕着Al2O3粒子的位错环

位错绕过第二相粒子的示意图绕过机制∟该第二相粒子坚硬不易变形，且粗大。⑵位错切过第二相粒子镍基合金中位错切过第二相粒子——沉淀强化∟第二相强化，弥散强化和沉淀强化⑶第二相对材料的影响①第二相塑性优于基体，则：↑δ而↓σ；②

硬脆相：

——分布合理，则→阻碍位错→↑σ——不合理，则→不能塑变→应力集中→开裂→↓δ、ak，甚至σ↓滑移面位错切过第二相粒子的示意图∟该第二相粒子硬度不高，尺寸也不大，可变形。沉淀强化：第二相粒子硬度不高、尺寸不大的可变形粒子或过饱和固溶体时效处理初期得到的共格析出相，与运动的位错相遇将被切过与基体一起变形，切过时必需有额外的功，消耗足够大的能量，从而提高合金强度。弥散强化：第二相粒子坚硬不变形且粗大，位错与其相遇受阻而弯曲，随外力增加，位错弯曲加剧，并在粒子周围留下位错环，其余部分位错又恢复直线继续前进(加入粉末或过饱和固溶体时效处理得到的非共格析出相)。§6-4塑性变形对金属组织和性能的影响1晶粒变形：等轴状→拉长形成纤维组织、带状组织.└性能各向异性杂质也会变形拉长为细带状（塑性）或链状（脆性）实际生产冷成型工艺：冷轧薄板、拉丝、深冲等变形。一、塑性变形对组织结构的影响→(沿纤维方向的强度、塑性最大）变形10%100×变形80%纤维组织100×原因：切应力作用下，大量位错受阻塞积、缠结在亚晶界处→使晶粒细化为形变亚结构(在金属中出现了由高密度缠结位错分隔开的低密度位错区域就是形变亚结构)。

└变形中的晶粒碎化。内部晶格较完整的亚晶块边界晶格畸变区堆积大量位错2亚结构的细化变形前（铸态）亚结构直径：

d=10-2cm；塑变后亚结构直径：

d=10-4~10-6cm形变亚结构3形变织构①定义：金属塑性变形到很大程度(>70%)时，晶粒发生转动，使各晶粒的位向趋于一致，这种有序化的结构称为形变织构。②意义：性能各向异性不利：变形不均匀,“制耳”现象。难消除——须控制变形量。获特异性能：变压器铁芯硅钢片，沿[100]方向最易磁化。

——可减少铁损等。无织构有织构⑴定义：随变形度增大，金属的强硬度显著增高而塑韧性明显下降的现象称为加工硬化。1、加工硬化

二、塑性变形对金属性能的影响低碳钢的加工硬化现象冷轧变形度%10080604020010008006004002000δ/%10203040506070σb/MPaσbδ45钢的变形程度与力学性能的关系变形度%0102030300500700051015202530δ(%)140180HBHBσb

、σr0.2(

MPa）δ10δ5σbσr0..2⑶意义：②有利于某些构件塑性变形均匀进行；③提高金属构件的工作安全性(加工硬化可减少应力集中)。不利：再变形难，易开裂，并且会增加设备功率和动力消耗加工硬化态(ρ=1015~1016cm-2)σs

位错ρ退火态

(ρ=1010~1012cm-2)理论强度值金属晶须└解决办法：冷加工之间的再结晶退火⑵原因：随塑性变形的进行，位错密度不断↑→位错运动时相互交割加剧，产生固定割阶、位错缠结等→使位错运动受阻，增加变形抗力→提高了金属强度。①形变强化——强化手段之一；2、性能出现方向性

→形变织构，变形量>70%3、其它性能的影响物理：电阻↑，导电、导磁性↓；化学：化学活性↑，耐蚀性↓；金属中缺陷↑，原子扩散激活能↓，扩散速度↑。消除：去应力退火纤维方向对45钢机械性能的影响试样σb/MPaσ0.2/MPaδ/%ψ/%ak/kJ·m-2纵向试样71547017.562.8620横向试样67544010.031.0300⑴第一类内应力——宏观内应力工件不同部位变形不均引起(构件整体平衡力）—1%；力平衡破坏→造成变形。⑵第二类内应力——微观内应力晶粒之间或内部亚晶粒不同区域变形不均引起—9~10%；易形成应力集中→造成裂纹。4、产生残余应力⑶第三类内应力——点阵畸变(位错、空位)└90%；强度、硬度↑、塑性、耐蚀性↓原因。消除方法：去应力退火残余压应力的应用：喷丸处理→提高强度σ压σ拉σSσ拉＝σs＋σ压1晶界强化⑴定义：通过细化晶粒，增加晶界，提高材料强度的方法。⑵特点：①强化程度与晶粒大小有关：d↓,σ↑

霍耳–配奇关系式：σs=σ0+k·d-1/2；②

是唯一同时提高σ、

ak、δ的机制③只适于常温条件

合金中的强化方式2固溶强化；3位错强化(加工强化)；4第二相强化小结单相固溶体的塑性变形

固溶强化及其规律多相合金的塑性变形两相合金性能相近两相合金性能相差很大（脆性相分布：连续网状、层片状、颗粒状）塑性变形对金属组织的影响显微组织、亚结构、形变织构塑性变形对金属性能的影响加工硬化、性能方向性、物理化学性能、残余应力等└位错绕过和切过机制第六章习题与思考题1、晶体塑性变形时，为什么滑移面总是原子密排面？滑移方向也总是原子密排方向？2、面心立方和密排六方金属的主要塑性变形方式是什么？铝、铁、鎂中哪种金属的塑性最好？哪种最差？3绘图说明常见fcc、bcc结构金属的滑移系有哪些？这两种晶体结构的密排面、密排方向是哪些？3为什么面心立方金属比体心立方金属容易产生塑形变形？4何谓加工硬化？其实质是什么，如何消除？

(一)填空题1.硬位向是指

，其含义是

。2．从刃型位错的结构模型分析，滑移的实质是

。3．由于位错的

性质，所以金属才能产生滑移变形，而使其实际强度值大大的低于理论强度值。4.加工硬化现象是指

，加工硬化的结果使金属对塑性变形的抗力

，造成加工硬化的根本原因是。5．影响多晶体塑性变形的两个主要因素是

、

。6．．金属塑性变形的基本方式是

和

，冷变形后金属的强度

，塑性

。7．常温下使用的金属材料以

晶粒为好，而高温下使用的金属材料以

晶粒为好。8．面心立方结构的金属有

个滑移系，它们是

。9．体心立方结构的金属有

个滑移系，它们是

。10．密排六方结构的金属有

个滑移系，它们是

。11．单晶体金属的塑性变形主要是

作用下发生的，常沿着晶体中

和

发生。12金属经冷塑性变形后,其组织和性能会