晶粒越多，变形均匀性提高由应力集中 导致的开裂机会减少，可承受更大的变 形量，表现出高塑性。 b 晶粒越细，塑韧性提高 细晶粒材料中，应力集中小，裂纹不易 萌生；晶界多，裂纹不易传播，在断裂 过程中可吸收较多能量,表现高韧性。
第四节 合金的塑性变形
一 固溶体的塑性变形 1 固溶体的结构 2 固溶强化 （1）固溶强化：固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬
4h
第四节 合金的塑性变形
一 固溶体的塑性变形 2 固溶强化
（4）固溶强化的影响因素 溶质原子含量越多，强化效果越好； 溶剂与溶质原子半径差越大，强化效果越好； …………………价电子数差越大，强化效果越好； 间隙式溶质原子的强化效果高于置换式溶质原子。
第三节 多晶体的塑性变形
3 晶界对变形的阻碍作用 （1）晶界的特点：原子排列不规则；分布有大量缺陷。 （2）晶界对变形的影响:滑移、孪生多终止于晶界,极少 穿过。
第三节 多晶体的塑性变形
3 晶界对变形的阻碍作用
（3）晶粒大小与性能的关系 a 晶粒越细，强度越高(细晶强化：霍尔－配奇公式) s=0+kd-1/2 原因：晶粒越细，晶界越多，位错运动的阻滑移是在外力作用下，晶体的一部分沿着一定 的晶面(滑移面)的一定方向(滑移方向)相对于晶体的 另一部分发生的相对滑动
典型晶格的滑移系
FCC
滑移系对性能的影响
➢ 晶体中滑移系愈多，晶体发生滑移的可能性便愈大， 材料的塑性愈好，并且，其中一个滑移面上存在的 滑移方向数目比滑移面数目的作用更大。
第八章 材料的塑性变形
• 变形概述 • 单晶体的滑移 • 滑移的位错理论分析 • 多晶体的塑性变形 • 其他塑性变形方式 • 塑性变形对组织性能的影响
第一节 变形概述
• 名词概念 • 变形过程 • 弹性变形 • 塑性变形 • 塑性变形的方式
塑性变形
1. 定义：不能恢复的永久性变形叫塑性变形。当应力 大于弹性极限时，材料不但发生弹性变形，而且还 发生塑性变形，即在外力去除后，其变形不能得到 完全的恢复，而具有残留变形或永久变形。
（2）机制 螺位错的交滑移：螺位错从一个滑移面转移到与之相交的另一滑 移面的过程； 螺位错的双交滑移：交滑移后的螺位错再转回到原滑移面的过程。
下面讲解一下孪生
（1）孪生：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分
沿一定的晶面和晶向发生均匀切变并形成晶体取
向的镜面对称关系。
孪生面 A1{111},A2{112},A3{1012}
c＝scoscos s的取值 ，＝45时，s最小，晶体易滑移；
软取向：值大； 取向因子：coscos 硬取向：值小。
几何硬化：，远离45，滑移变得困难 几何软化；，接近45，滑移变得容易
例题1 镁单晶体的试样拉伸时，3个滑移方向 与拉伸轴分别相交成38度，45度和85度，而 基面法线与拉伸轴相交成60度，如果在拉应 力为2.05MPa时开始观察到塑性变形，则Mg
图示一单晶体单向拉 伸，滑移面法线方向与外 力的夹角为φ，滑移方向 和拉力轴的夹角为λ，注 意到滑移方向、拉力轴和 滑移面的法线三者一般不 在一平面，即 φ+λ≠900 。
施密特定律
滑移方向上的分切应力为：
其中 称为取向因子或施密特因 子。当φ+λ= 900，取向 因子有最大值0.5。
施密特定律
2. 塑性：是指材料能发生塑性变形的量或能力，用伸 长率(δ%)或断面减缩率(ψ%)表示。
3. 实质：塑性变形的实质是在应力的作用下，材料内 部原子相邻关系已经发生改变，故外力去除后，原 子回到另一平衡位置，物体将留下永久变形。
第二节 单晶体的塑性变形
首先讲解单晶体的滑移过程 • 滑移概念 • 过程说明 • 滑移系 • 施密特定律 • 临界分切应力 • 滑移变形的主要特点
的临界分切应力为多少？镁的滑移面是 （0001）面
作业：
1、有一bcc晶面的（1-10）[111]滑移系的临界分 切应力为60MPa，试问在[001]和[010]方向必须 施加多少的应力才会产生滑移？
2、已知纯铝τc=0.79MPa，问 1）使（-111）面产生[101]方向的滑移，则在[001]
（2）孪生的晶体学 A1<112>,A2<111>,A3<1011>
孪生方向
孪晶区
第三节 多晶体的塑性变形
1 晶粒之间变形的传播 位错在晶界塞积 应力集中 相邻晶粒位错源开动 相邻晶
粒变形 塑变
2 晶粒之间变形的协调性 （1）原因：各晶粒之间变形具有非同时性。 （2）要求：各晶粒之间变形相互协调。（独立变形会导 致晶体分裂） （3）条件：独立滑移系5个。（保证晶粒形状的自由变 化）
方向上应该施加多大的力？
2）使（-111）面产生[110]方向的滑移呢？
多滑移
（1）滑移的分类 多滑移：在多个（>2）滑移系上同时或交替进行的滑移。 双滑移： 单滑移：
（2）等效滑移系：各滑移系的滑移面和滑移方向与力轴夹角分别相等 的一组滑移系。
交滑移
（1）交滑移：晶体在两个或多个不同滑移面上沿同一滑移方向进行的 滑移。
度提高而塑性、韧性下降的现象。 晶格畸变，阻碍位错运动；
（2）强化机制 柯氏气团强化。
第四节 合金的塑性变形
一 固溶体的塑性变形 2 固溶强化 （3）屈服和应变时效 现象：上下屈服点、屈服延伸（吕德斯带扩展）。 预变形和时效的影响：去载后立即加载不出现屈服现
象；去载后放置一段时间或200℃加热后再加载出现屈服。 原因：柯氏气团的存在、破坏和重新形成。
滑移方向上的分切应力为：
称为施密特定律，τc是一常数，是滑移的临界 分切应力，即在滑移面上沿滑移方面开始滑移的 最小分切应力 (外力在滑移方向上的分解) ，但 材料的屈服强度σs则随拉力轴相对于晶体的取 向不同而不同，即晶体材料存在各向异性。
滑移的临界分切应力（c）
c取决于金属的本性，不受，的影响； 或＝90时，s ；
➢ 在金属材料中，具有体心立方晶格的铁与具有面心 立方晶格的铜及铝，虽然它们都具有12个滑移系， 但铁的塑性不如铜及铝，为什么？而具有密排六方 晶格的镁及锌等，因其滑移系仅有3个，故其塑性远 较具有立方晶格的金属差。
施密特定律
直接推动滑移的是在 滑移方向上的分切应力。 在同一外加应力作用下， 不同的滑移系因自己的取 向不同，对应的分切应力 也不相同。