材料成型金属学位错的运动与塑性变形.ppt

1、1.5位错的运动和塑性变形movementsofdislocation/plastic deformation，1 .位错的滑移、滑移是晶体内部位错因剪切应力而运动的结果。 滑动不是结晶的两部分沿着滑动面整体相对滑动，而是通过位错的运动来实现的。 由于剪应力，一个多半原子面从结晶侧向相反侧运动，位置偏移从左向右移动时，结晶产生滑动。 通过位错的移动实现滑移时：只有1位错线附近的少数原子移动的2原子移动的距离比原子间距离小。 effectofdislocationsinthelatticestructure的understressintheseriesofdiagrams themobement

2、ofthedislocationaldeformationtocourunderl ice.movementofaneddisplocationaccrosthecrystricationashearstress.dislocationshementationshement wer than that predicted by theory hearstresstocauseslipthanaplaneinaperfectlattice :earthwormmovesforwardthroughahumpthetatthetailsandmovestowardthead； 2 .比moving

3、alargecarpetbyformingahumponeendandmovingittotheotherend.theforerrequertomoveacarpetisthatrequire少得多的redto or .刃位错的运动Movement of an Edge Dislocation，设想位错受到力而运动(实际上上位错误是原子配置，力作用于结晶的原子)。 使变位运动的力称为变位运动的驱动力。 注意：驱动力不一定是外力，晶体内部的质点、界面或其他位错引起的应力位错的滑移的驱动力的性质：只有在一个位错的滑移面上作用有剪应力，并与其伯格矢量的方向平行时，位错才受到滑移驱动力的作用柏气矢量

4、方向上无剪应力成分的位错全部不动。 当变位滑动驱动力、刃变位滑动的特征、a )变位依次进行，实现两原子面的相对滑动的b )滑动量=柏氏向量的模型c )外力 /b、变位线、变位线运动方向/ d) 一定时，正、负的变位运动方向相反，但最终滑移螺旋位错滑移，由于剪应力，位错线向与剪应力方向正交的方向移动，直到在晶体表面消失为止，残留柏氏矢量的大小的台阶的螺旋位错的移动方向与柏氏矢量垂直，位错线的方向与柏氏矢量平行，螺旋位错的滑移中有固定的滑移面螺旋位错的滑动面是以位错线为公共旋转轴的一系列滑动面，理论上可以在包含位错线的所有平面上滑动。 螺旋位错滑动时周围的原子的移动状况表示下层结晶面的原子表示上层

5、结晶面的原子，insitu位错线位于1-1，由于剪切应力，位错线周围的原子稍微位移，移动到虚线所示的位置，insitu位错线移动到2-2， 在显示位错线向左移动了1原子间距的结晶的表面上反映的话，和产生台阶差的刃型位错一样，因为原子的移动量小，所以移动所需的力小。 螺旋位错滑移的特征，a )位错依次滑移，实现原子面的滑移的b )滑移量=柏氏矢量的模型c) /b、位错线/、位错线运动方向； d) 一定的情况下，左、右螺纹位置偏移的运动方向相反，但最终滑动效果相同的e )滑动面不是唯一的。 混合重排运动，混合重排， Cross-Slip:交错滑移，、b、主切片切片平面，edge，=dislocat

6、ion generator (similartofrank-reads滑移不是塑性变形的主要机制，而是可以避免障碍物，影响滑移滑移的进行，影响塑性变形。 滑动的特征，刃型变位和螺旋型变位只引起能滑动的变位的滑动的是剪切应力，刃状变位只有一个滑动面，螺旋状变位有多个滑动面的滑动运动是保守的运动，不改变结晶的体积。 2、位错攀登dislocation climb，位错的正攀登过程，攀登-刃状位错沿与滑动面垂直的方向的运动。 爬山的本质：刃形位错的半原子向上或向下运动，位错线向上或向下运动。 通常，半原子向上移动称为正登移动，半原子向下移动称为负登移动。 攀移是通过原子的扩散实现的。 空穴逆扩散到半

7、原子面的边缘形成台阶。 随着孔隙的逆扩散，当原始位错线被整个孔隙占据时，原始位错线仅移动原子间距离，刃型位错发生了正的爬升。 原子向刃状位错的半原子面下扩散，位错线整体降低原子间距离，引起位错为负的爬升。 攀登的特征，1 .只有冴型位错能攀登，螺旋型位错不能攀登2 .攀登是半原子面的缩小或扩大。 半原子面缩小为正的上升，半原子面扩大为负的上升3 .正的应力使位移上升运动4 .登上发生体积变化，是非保守的运动5 .在登上过程中随着空穴和原子的移动，比滑动更难进行，一般在高温条件下发生。 化学力：如果结晶中有过剩的点缺陷(如孔隙)，则单位时间内跳入位错的孔隙(原子)数超过远离位错的孔隙(原子)数，

8、产生驱动力的弹力：在多馀半原子面缩小、膨胀的过程中，如果有与多馀半原子面垂直的弹性应力成分，则它不工作位错的爬行驱动力是两者之和。 变位爬升的驱动力和产生，滑动和滑动SLIP (OR GLIDE) VS. CLIMB，Slip is relatively easy，但climbslowersincevacanciesmusdiffuseto/from the disloc slipcanbeblockedbylargeprecipitates.blockingdislocationsincreasesisstrengthbutlowersdutility . climballowsdisloc

9、ationstomovearoundobstacle .爬和滑，爬：仅刀位错非保存运动避开障碍物方式的滑动：仅螺旋位错保存运动，3 .晶格阻力，连续介质模型：无法反映位错中心的状况，脉冲纳瓦罗计算了变位的中心宽度，求出了变位在结晶中开始运动所需的剪切应力。 P-N模型：滑动面视为晶格结构，滑动面外仍为连续弹性介质。 位移的易激性，如图所示，在一处或两处的位移，其两侧的原子处于对称状态，作用于位移的原子相互抵消，位移处于低能量状态，但位移从12开始经过非对称状态，位移必须越过势垒前进。 位错滑动时的晶格电阻，位错的移动又称为电阻-晶格电阻，Peirls- Nabarro，该电阻来源于周期性排列的晶格。 帕纳米力(p )实质上是在周期晶格中移动单一位错所需的临界剪应力。 近似计算：公式中： b-柏矢量的模式、G-滑动弹性模量、-泊松比W-位移宽度、W=a/1-、a-面间隔。=、1 )由于位错的滑移，晶体滑移，p小，一般来说ab，v约为0.3，p为(10-310-4)G，只有理想晶体的1/1001/1000。 2)p随着a值的增大和b值的减少而下降，可以说明晶体中原子最密排列的面的面间隔a最大，原子最密排列的方向的b值最小，晶体的滑动为什么向晶体中原子密