在300℃ 拉伸的锌单晶体
工业纯铁压缩变形——滑移线（电镜下）
滑移线（Slip Line）：滑移带中的细线．滑移线是滑移面两侧 晶体相对滑动所造成的。滑移带和滑移线间的晶体片层并未 发生塑性变形，仅仅发生了相对滑动。 滑移层(Slip Lamina)：相邻滑移线间的晶体片层． 滑移量( Slippage)：每条滑移线所产生的台阶高度．
全程性：持续至断裂前。 金属弹性变形的本质：金属原子自平衡位置产生可逆位移。
塑性变形（Plastic Deformation）
不可逆性：应力超过弹性极限，材料发生的不可逆的永久变形。 变形先后顺序：先发生弹性变形，后发生塑性变形。 应力与应变的关系偏离虎克定律。 形状和尺寸的不可逆变化是通过原子的定向位移实现的。因此，
沿滑移面滑移方向上的分切应力； 能够引起滑移系开动的分切应力.
A0
滑移方向
SS
A
外力在滑移方向的分切应力
φ---滑移面法线与横截面法线间夹角； λ- -轴向拉力与滑移方向间夹角.
横截面A0上的正应力: P
A0 滑移面A上的全应力: S P P cos cos
A A0
滑移面上沿滑移方向的分切应力:
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滑移系(Slip System):
一个滑移面和其上的一个 滑移方向构成一个滑移系。 具体晶体中滑移系是有限 的。
三种典型金属晶格的滑移系
晶格
体心立方晶格
面心立方晶格
滑移面 {110}
滑移 方向
{111} {110}
{111}
密排六方晶格
滑移系
滑移系越多，金属发生滑移的可能性越大，变形也越均匀，并且能承受的 一次变形量也越大，塑性也越好，其中滑移方向对塑性的贡献比滑移面更 大。因而金属的塑性，面心立方晶格好于体心立方晶格, 体心立方晶格好 于密排六方晶格。
滑移(Slip)：最主要的变形方式 孪生(Twinning)：
低温、高速，对称性较低的密排六方金属
不对称变形(Asymmetrical Deformation）：
变形协调机制
非晶机制(Amorphous Mechanism)：高温 晶界滑移(Grain Boundary Slip)：高温
单晶体塑性变形的主要机制为滑移与孪生。
滑移面(Slip Plane)和滑移方向(Slip Direction):
塑性变形时位错只沿着一定的晶面和晶向运动，晶体沿某 些特定的晶面及方向相对错开，这些晶面和晶向分别称 “滑移面”和“滑移方向”。
滑移面与滑移方向称为滑移要素 滑移面应是面间距最大的密排面（面间距最大，面间结合
力最弱，切变阻力最小），滑移方向方向是原子的最密排 方向（原子间距最小，柏氏矢量最小，滑移阻力最小）。
滑移带示意图
滑移
定义：在切应力作用下，晶体一部分相对于另一部分沿 着一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）产生相对位 移，且不破坏晶体内部原子排列规律性的塑变方式。
滑移的机制就是位错在滑移面内的运动。 滑移时，滑移矢量与柏氏矢量平行。 晶体两部分的相对位移量是原子间距的整数倍. 滑移后, 滑移面两侧晶体的位向关系未发生变化。 滑移分别集中在某些晶面上，变形具有不均匀性。
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体才 能产生塑性变形。
外
的 分 解
力 在 晶 面
上
切
的 变 形
应 力 作 用
下
锌 单 照晶 片的 拉 伸
晶体在正应力作用下的变形
位错运动造成的滑移示意图
临界切应力：
晶体滑移是在切应力作用下进行的，但其中许多滑移系并 非同时参与滑移，而只有当外力在某一滑移系中的分切应 力达到一定临界值时，该滑移系方可以首先发生滑移，该 分切应力称为滑移的临界分切应力；
2. 塑性变形机制
Plastic Deformation Mechanism
塑性变形的过程
1 ----晶格在外力作用前的状态； 2 ----晶格在外力作用下发生了弹性畸变； 3 ---当外力增加至临界值，晶格开始发生塑性变形； 4 ---外力卸去后，晶格发生了永久变形，原子间距仍恢复原状。
弹性变形（Elastic Deformation）
塑性变形时所施加的力或能应足以克服位垒，使大量的原子群 能多次地定向地从一个平衡位置移到另一个平衡位置，由此产 生宏观的塑性变形。 塑性变形的本质: 位错的运动（晶粒内部或晶粒之间产生的滑移 及转动）；
塑性变形机制（Mechanism of Plastic Deformation）
（根据原子群移动所发生的条件和方式划分）
2.1 滑移（Slip）
2.1.1滑移现象
室温下晶体塑变的主要方式是滑移。 滑移是通过位错的运动实现的 位错沿滑移面滑移．当移动到晶体表面时，便产生了大小等
于柏氏矢量的滑移台阶，如果该滑移面上有大量位错运动到 晶体表面，宏观上，晶体的一部分相对另一部份沿滑移面发 生了相对位移，这就是滑移。
单晶体的圆柱试样表面抛光后拉伸，试样表面就会出现 一系列平行的变形痕迹。光镜观察，晶体表面上形成的浮 凸，由一系列滑移迹线组成，称为滑移带（滑移面与试样 磨光平面交线的组合，无重现性） 。
过程：外力→应力→原子离开平衡位置→变形→原子位能增加→返回趋
势→外力消失→变形消失→弹性变形
可逆性：材料尺寸只发生暂时性改变，外力撤除，变形消失。 单值性：应力与应变关系遵循虎克定律
拉伸: σ=Eε，E-杨氏模量 ；剪切: τ=Gγ，G-切变模量 。 弹性模量是重要的物理和力学参量，表示使原子离开平衡位置的难易程 度，只取决于晶体原子结合的本性，不依晶粒大小以及组织变化而变， 是一种组织不敏感的性质。
对一定结构晶体，滑移方向是固定的，滑移面可能随温度改变。如Al室温 {111}，高温时增加{100}，因此塑性增加。
2.1.2 滑移时的临界切应力（Critical Shear Stress)
滑移系只提供了金属滑移的 可能性，而金属在外力作用 下滑移的驱动力是沿滑移面 滑移方向上的分切应力。
单晶体受力后，外力在任何
S cos cos cos
(2-2)
滑移面上的正应力:
n S cos cos2 由（2-2），σ↑，则 τ↑