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文档介绍：第三章 金属的塑性变形与再结晶
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金属的塑性变形
金属的弹性变形与塑性变形
变形:金属在外力作用下发生形状和尺寸的变化。金属的变形按其性质可分为弹性变形和塑性变形。
单晶体:
在正应力σN作用下,晶格被拉长;
当外力去除后,原子在引力作用下,恢复到原来位置,产生弹性变形;
当正应力σN大于原子间引力时,晶体被拉断,产生脆性断裂。
晶体在正应力作用下只能产生弹性变形和脆性断裂,不能产生塑性变形。
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金属的塑性变形
晶体在切应力作用下的变形
晶体弹性变形的部分可以回复,但产生滑动的原子则不能回到它原来的位置,这就产生了塑性变形。
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金属的塑性变形
单晶体的塑性变形
单晶体的塑性变形方式有滑移和孪生两种,其中滑移是主要方式
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金属的塑性变形
滑移(Slip):
在切应力的作用下,晶体的一部分沿一定的晶面和晶向,相对于另一部分发生相对滑动位移的现象。
产生滑移的晶面和晶向称为滑移面和滑移方向。
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金属的塑性变形
特点:
①只能在切应力作用下进行;
临界切应力:使晶体开始滑动的切应力。
锌单晶体拉伸试验示意图
铝单晶的拉伸变形照片
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金属的塑性变形
②滑移沿原子密排面(滑移面)、原子密排方向(滑移方向)进行。
滑移系:一个滑移面和其上一个滑移方向构成。
滑移系越多,金属发生滑移的可能性越大,塑性越好。
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金属的塑性变形
抛光后进行塑性变形,观察组织,可以看到滑移带。
每个滑移带都是由很多平行的滑移线和台阶组成的。两条滑移线之间的区域称为滑移层。
滑移带(Slip Band)和滑移线(Slip Line)
滑移带
滑移线
≈2×10-8m
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金属的塑性变形
滑移的机制:
滑移是通过位错在滑移面上的运动实现的。
晶体通过位错运动而发生滑移
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金属的塑性变形
位错运动导致滑移的特点:
当晶体通过位错运动产生滑移时,只在位错中心的少数原子发生移动,而且它们移动的距离远小于一个原子间距,因而所需临界切应力小。
当位错线扫过滑移面到达金属表面时,便产生一个原子间距的滑移量,同一滑移面上若有大量位错移出,则会在金属表面形成一条滑移线。
位错运动时的原子位移
结论:
位错运动越困难,则金属的强度越高;反之则强度越低,塑性越好。