6.1.2 滞弹性 ⑴ 定义： 在弹性范围内快速加载或卸载 后，随时间延长产生附加弹性应变的现象。 ⑵ 影响因素： a）晶体中的点缺陷；显微组织的不均匀性。 b）切应力越大，影响越大。 c）温度升高，变形量增加。 由于应变滞后于应力，使加载曲线与卸载 曲线不重合而形成的闭合曲线，称为弹性 滞后环。 内耗 ⑶ 益处：减振材料（机床床身、缸体等）； 危害：长期承载的传感器，影响精度。 乐器要求循环韧性小。
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6.2.2 孪生 定义：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} 1.孪生的晶体学 孪生方向 A1<112>,A2<111>,A3<1011> 孪晶区域
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孪生的晶体学要素示意图 K1表示孪生面，在形变过程中，不发生畸变和旋转；η1为孪晶的孪生方向。 垂直于孪生面K1并含有η1矢量的平面就是剪切面。K2为另一个不畸变面；η2 表示K2面和剪切面的交线。s表示孪生切变，它引起孪生点阵。K1、K2、η1、 η2和s叫做孪生的晶体学元素。如果给定两个元素（如K1和η2或K2和η1）， 其它元素就可以通过Bilby-Crocker形变孪生理论计算求得。一般孪晶可分为 I型和II型孪晶。当K1和η2为有理数，K2及η1为无理数，两个孪生晶体以K1 面作镜面对称操作时，为I型孪晶；II型孪晶则是K2及η1为有理数，K1和η2为 无理数，两个孪生晶体以η1方向旋转π作对称操作。K1、K2、η1和η2四个参 量均为有理数时，孪晶为复合型孪晶，两个孪生晶体具有I型与II型的性质。
第6章 固体材料的变形与断裂
6.1 弹性变形

6.2 单晶体的滑移变形
6.3 多晶体的滑移变形
6.4 塑性变形对金属组织与性能的影响
6.5 金属及合金强化的位错解释 6.6 断裂
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弹性变形－塑性变形－断裂
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6.1.1 弹性变形
定义：当外力去除后，能恢复到原来形状或尺寸的变形 特点：单调、可逆、变形量很小（＜0.5~1.0%） 弹性的物理本质：金属原子间结合力抵抗外力的宏观表现。 弹性模量 E G 1.弹性模量的物理意义和作用 ⑴物理意义：材料对弹性变形的抗力。 ⑵用途：工程上亦称为材料的刚度，表征金属材料对弹 性变形的抗力，其值越大，则在相同压力下产生的弹性变形就 愈小。机器零件或构件用AE表示。 2.影响弹性模量的因素 * ⑴晶体原子的本性和晶格类型；（原子结合的本性） 非过渡族，原子半径↑、E↓； 过渡族，原子半径↑、E↑， 且E一般都较大。 原子密排方向的E大。 ⑵溶质原子与其强化； ⑶显微组织（指热处理后）； ⑷温度； ⑸加载速率； ⑹冷变形。一般影响不大。 3
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5 多滑移和交滑移 （1）滑移的分类 单滑移：处于软取向的一组滑移系首先开动。 多滑移：由于滑移过程中晶体的转动使两个或多个滑移 系上交替滑移。 交滑移：两个或多个不同滑移面上沿同一滑移方向进行 的滑移。 （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。
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变形与未变形两部分晶体合称为孪晶；
均匀切变区与未切变区的分界面（即两者的镜面对称面）称为 孪晶界；
发生均匀切变的那组晶面称为孪晶面；
孪晶面的移动方向称为孪生方向。
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2. 孪生变形的特点
滑移
孪生
相同点
（2）交滑移机制 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。
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面心立方晶体中，扩展位错由两个肖克莱不全位锗和它们所 夹的层错带构成，如图2-24，扩展位错只能沿层错面移动。如果 增大应力可使扩展位错束集，即使两个肖克莱不全位错结合成 一个螺型全位错使可交滑移至另一滑移面，然后在该滑移面扩 展开、如图6-14所示。热激活可促进交滑移，故升高温度有利于 交滑移进行。交滑移过程还与扩展位错的宽度有关。当材料的 层错能很低时，由于扩展位错宽度d与金属的层错能γ成反比。 故扩展位错宽度大。束集时作的功也大，交滑移困难。
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2 滑移系 滑移面 （密排面） （1）几何要素 滑移方向（密排方向）
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3 滑移的临界分切应力（c）
c：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。
c＝scoscos
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c取决于金属的本性，不受，的影响； 或＝90时，s ；
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。
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4 滑移时晶体的转动
（1）位向和晶面的变化 拉伸时,滑移面和滑移方向趋于平行于力轴方向 压缩时，晶面逐渐趋于垂直于压力轴线。
几何硬化：，远离45，滑移变得困难；
（2）取向因子的变化
几何软化；，接近45，滑移变得容易。
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6.2 单晶体的塑性变形
常温下塑性变形的主要方式：滑移、孪生、扭折。 6.2.1 滑移 1 滑移：在切应力作用下，晶体的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。 光镜下：滑移带（无重现性）。 2 滑移的表象学 电镜下：滑移线。
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滑移的表面痕迹 单滑移：单一方向的滑移带； 多滑移：相互交叉的滑移带； 交滑移：波纹状的滑移带。
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6. 单晶体的应力-应变曲线
第Ⅰ阶段----易滑移阶段:屈服后首先进行 单滑移，在应力增加不大时，可发生大 量塑变。此时加工硬化系数dτ／dγ很小， 约为10-4G。 第Ⅱ阶段----线性硬化阶段：加工硬化系 数比第Ⅰ阶段约大30倍且基本为常数。 双滑移造成滑移带的交割，使位错密度 急剧增加并互相缠结，加工硬化系数明 显增高。 第Ⅲ阶段----抛物线型硬化阶段：加工硬 化系数逐渐降低，应力与应变关系为 τ＝Kγ1/2。第Ⅲ阶段位错可通过交滑移克 服滑移障碍，使变形易于进行，从而使 加工硬化系数下降。