文档介绍：宏观变形与位错运动的关系
第八章、塑性变形物理机制概述
晶体的塑性变形是永久剪切变形。从微观角度，变形仅有下述两种根源。
变形是在应力下由物质定向扩散引起的，是没有位错介入的Nabarro-Herring蠕变。
变形由位错运动引起，我们主要感兴趣于这种情况。位错以保守和非保守两种方式运动，即滑移和攀移。在攀移时吸收或发射点缺陷，这些点缺陷通常是空位。无论滑移或攀移都使晶体产生体积不变的变形，在宏观变形 ε 和位错移动之间可以建立一个关系式。
控制变形原理与应用基础
宏观变形与位错运动的关系
第八章、塑性变形物理机制概述
考虑一种简单的假想情况，在长、高、宽各主L、h和L的正平行六面体形状的物质单元中含有柏矢量为b 的刃型位错。
当位错滑移经过距离 L（或扫过面积 A）时，单元平均剪切变形可由滑移几何求出。
如果物质单元中有Nm个长度为L平行可动位错,当每一个位错在滑移面上移动 L 时扫过面积 A，采用简单的累加方法处理。
在从理想化的示意情况转入一个含有非直线位错的实际晶体，在许多滑移面上应该采用基元变形的平均值。
变形速度为应变对时间的导数。
滑移引起的变形
控制变形原理与应用基础
宏观变形与位错运动的关系
第八章、塑性变形物理机制概述
滑移引起的变形
控制变形原理与应用基础
宏观变形与位错运动的关系
第八章、塑性变形物理机制概述
滑移引起的变形
位错密度，m-2
S面上的位错根数，
根/m-2
控制变形原理与应用基础
宏观变形与位错运动的关系
第八章、塑性变形物理机制概述
滑移引起的变形
物理模型
控制变形原理与应用基础
宏观变形与位错运动的关系
第八章、塑性变形物理机制概述
可动位错密度随时间急剧而迅速地变化。这便是在钉扎点上的冻结位错突然释放时的情况，因此有大量的可动位错迅速地扫过距离⊿L，这就是在拉伸曲线上引起锯齿的位错“雪崩”，变形速度由位错的产生来控制，式中的第一项是最重要的（Mecking，Lucke，1970）。
滑移引起的变形
——可动位错迅速增加
控制变形原理与应用基础
宏观变形与位错运动的关系
第八章、塑性变形物理机制概述
变形速度由位错的移动控制。即位错移动速度比产生速度小得多。换句话说，在固体变形发生变化的时间△t内可动位错密度为常数。与第二项相比，式中的第一项可以忽略。
这种情况在高温变形时最为重要。此时变形速度与位错滑移速度间的关系即为Orowan方程 。
滑移引起的变形
——位错的平均速度
控制变形原理与应用基础
宏观变形与位错运动的关系
第八章、塑性变形物理机制概述
考虑一种简单的假想情况，在长、高、宽各主L、h 和 L 的正平行六面体形状的物质单元中含有柏矢量为 b 的刃型位错。并建立坐标系：1、2、3，位错的出露点在 1 方向。
考虑通过吸收空位而攀移的位错 ①，当位错扫过整个单元时，一个原子面消失，该单元在 3 方向经受一个伸长的负值。
但是由于位攀移是非保守的，此时必须导入第二个位错 ② 以提供第一个位错攀移时需要的空位。该位错本身将通过增加附加半原子面的面积，以与第一个位错相同的速度攀移。
设在与位错 ① 与位错② 均扫过面积△A，则单元变形的变形可以作如下描述。
攀移引起的变形
控制变形原理与应用基础
宏观变形与位错运动的关系
第八章、塑性变形物理机制概述
攀移引起的变形
控制变形原理与应用基础
宏观变形与位错运动的关系
第八章、塑性变形物理机制概述
攀移引起的变形
整体表现为 2 方向伸长
与滑移的效果相同
单元体仍为剪切变形
Orowan方程也适用于描述攀移引起的变形
控制变形原理与应用基础