文档介绍：机械工程材料第三章
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第一节 纯金属的塑性变形
单晶体受力后，外力在任何晶面上都可分解为正应力和切应力。正应力只能引起弹性变形及解理断裂。只有在切应力的作用下金属晶界的影响
当位错运动到晶界附近时，受到晶界的阻碍而堆积起来,称位错的塞积。要使变形继续进行, 则必须增加外力, 从而使金属的变形抗力提高。
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晶界对塑性变形的影响
Cu-
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2、晶粒位向的影响
由于各相邻晶粒位向不同，当一个晶粒发生塑性变形时，为了保持金属的连续性，周围的晶粒若不发生塑性变形，则必以弹性变形来与之协调。这种弹性变形
便成为塑性变形晶粒的变形阻力。由于晶粒间的这种相互约束，使得多晶体金属的塑性变形抗力提高。
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㈡ 多晶体金属的塑性变形过程
多晶体中首先发生滑移的是滑移系与外力夹角等于或接近于45°的晶粒。当塞积位错前端的应力达到一定程度，加上相邻晶粒的转动，使相邻晶粒中原来处于不利位向滑移系上的位错开动，从而使滑移由一批晶粒传递到另
一批晶粒，当有大量晶粒发生滑移后，金属便显示出明显的塑性变形。
铜多晶试样拉伸后形成的滑移带
σ
σ
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㈢ 晶粒大小对金属力学性能的影响
金属的晶粒越细，其强度和硬度越高。
因为金属晶粒越
细，晶界总面积越大，位错障碍越多；需要协调的具有不同位向的晶粒越多，使金属塑性变形的抗力越高。
晶粒大小与金属强度关系
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金属的晶粒越细，其塑性和韧性也越高。
因为晶粒越细，单位体积内晶粒数目越多，参与变
形的晶粒数目也越多，变形越均匀，使在断裂前发生较大的塑性变形。强度和塑性同时增加,金属在断裂前消耗的功也大，因而其韧性也比较好。
应变
应力
塑性材料
脆性
材料
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通过细化晶粒来同时提高金属的强度、硬度、塑性和韧性的方法称细晶强化。
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第二节 合金的塑性变形与强化
，使合金的变形与纯金属显著不同.
珠光体
奥氏体
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一、单相固溶体合金的塑性变形与固溶强化
单相固溶体合金组织与纯金属相同，其塑性变形过程也与多晶体纯金属相似。但随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性、韧性下降，称固溶强化。
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产生固溶强化的原因，是由于溶质原子与位错相互作用的结果，溶质原子不仅使晶格发生畸变，而且易被吸附在位错附近形成柯氏气团，使位错被钉扎住，位错要脱钉，则必须增加外力，从而使变形抗力提高.
Cu-Ni合金成分与性能关系
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二、多相合金的塑性变形与弥散强化
当合金的组织由多相混合物组成时，合金的塑性变
形除与合金基体的性质有关外，还与第二相的性质、形态、大小、数量和分布有关。第二相可以是纯金属、固溶体或化合物，工业合金中第二相多数是化合物。
+钛合金(固溶体第二相)
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当在晶界呈网状分布时，对合金的强度和塑性不利；
当在晶内呈片状分布时，可提高强度、硬度，但会降低塑性和韧性；
珠光体
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当在晶内呈颗粒状弥散分布时，第二相颗粒越细，分布越均匀，合金的强度、硬度越高，塑性、韧性略有下降，这种强化方法称弥散强化或沉淀强化。
弥散强化的原因是由于硬的颗粒不易被切变，因而阻碍了位错的运动，提高了变形抗力。
颗粒钉扎作用的电镜照片
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位错切割第二相粒子示意图
电镜观察
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第三节 塑性变形对组织和性能的影响
一、塑性变形对组织结构的影响
金属发生塑性变形时，不仅外形发生变化，而且其内部的晶粒也相应地被拉长或压扁。
当变形量很大时，晶粒将被拉长为纤维状，晶界变
得模糊不清。
塑性变形还使晶粒破碎为亚晶粒。