1金屬塑性變形物理基礎(chǔ)-位錯(cuò)理論.ppt

1位錯(cuò)理論 1 1位錯(cuò)概念的引人1 2位錯(cuò)原子模型和柏氏矢量1 3位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變能1 4位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)和晶體的塑性變形1 5位錯(cuò)在應(yīng)力場(chǎng)中的受力1 6位錯(cuò)間的交互作用1 7位錯(cuò)與溶質(zhì)原子的交互作用1 8位錯(cuò)的交割1 9位錯(cuò)的增殖與塞積1 10金屬晶體中的位錯(cuò) 1 1位錯(cuò)概念的引人實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 晶體塑性變形后表面上出現(xiàn)明顯的滑移臺(tái)階 解釋塑性變形1 1 1經(jīng)典塑性變形理論認(rèn)為滑移臺(tái)階是理想的完整晶體在切應(yīng)力作用下 上 下兩半晶體作剛性整體移動(dòng)而造成的 圖1 1所示 原子從一個(gè)平衡位置移到下一個(gè)平衡位置時(shí) 切應(yīng)力的變化為 圖1 1 設(shè) m 化簡得 m 理想晶體的臨界切應(yīng)力 一般工程用金屬的切變模量G為104 105N mm2 m應(yīng)該為103 104N mm2 數(shù)量級(jí) 而一般純金屬單晶體的臨界切應(yīng)力只有 10 0 1 N mm2 由此可見 理論計(jì)算值與實(shí)測(cè)值相差很大 如Al計(jì)算值為4 3 103N mm2 實(shí)測(cè)值為0 8N mm2 理論值為實(shí)測(cè)值的5400倍 Zn計(jì)算值為6 0 103N mm2 而實(shí)測(cè)值為0 18N mm2 理論值約為實(shí)測(cè)值的34000倍 Fe理論計(jì)算為13 5 103N mm2 實(shí)測(cè)值為17N mm2 理論值約為實(shí)測(cè)值的800倍 人們放棄了經(jīng)典理論 設(shè)想滑移是一個(gè)逐步進(jìn)行的過程 1 1 2位錯(cuò)理論1925年 R Becker提出了一個(gè)假設(shè) 認(rèn)為由于真實(shí)晶體中有熱應(yīng)力的存在 熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了各種頻率的彈性波向各個(gè)方向傳播 可能在晶體中造成局部的應(yīng)力峰 外加應(yīng)力 應(yīng)力峰 理論強(qiáng)度 得到 m aT此式只說明晶體的強(qiáng)度隨溫度的升高而減弱 而未說明晶體強(qiáng)度的差異 后來 E Orowan對(duì)此理論進(jìn)行了修正 1 晶體中存在結(jié)構(gòu)上的缺陷 2 由熱運(yùn)動(dòng)可能發(fā)生應(yīng)力的反向運(yùn)動(dòng) 3 考慮到硬化因素 提高強(qiáng)度 二十年代初到三十年代中說明以下幾點(diǎn) 1 晶體易產(chǎn)生滑移 2 使晶體產(chǎn)生滑移應(yīng)力與溫度關(guān)系不大 3 晶體表面上的滑移痕跡并不都是從晶體的一邊貫通到另一邊 而是有時(shí)終止在晶體的中部 1934年 提出了位錯(cuò)的概念 1947年低碳鋼的屈服效應(yīng) 位錯(cuò)理論得到了很大發(fā)展 1950年以后 用電鏡直接觀察到位錯(cuò) 至此 位錯(cuò)的存在才最終得到間接證明 從此以后 位錯(cuò)理論得以迅速發(fā)展 它是一門很重要的基本理論 1 2位錯(cuò)模型和柏氏矢量1 2 1位錯(cuò)的分類 刃型位錯(cuò)其特征刃型位錯(cuò)不一定是直線 也可以是折線 刃型位錯(cuò)有一多余的半原子面 滑移面只有一個(gè) 位錯(cuò)周圍的點(diǎn)陣發(fā)生彈性畸變 既有切應(yīng)變 也有正應(yīng)變 滑移線的移動(dòng)方向與滑移方向平行 螺型位錯(cuò)特征螺型位錯(cuò)一定是一條直線 螺型位錯(cuò)原子呈軸對(duì)稱 其滑移面是不定的 螺型位錯(cuò)周圍的點(diǎn)陣發(fā)生彈性畸變 只有平行于位錯(cuò)線的切應(yīng)變 無正應(yīng)變 滑移線的移動(dòng)方向與滑移方向垂直 混合位錯(cuò)不論那種位錯(cuò) 當(dāng)它們掃過滑移面到達(dá)表面時(shí) 晶體產(chǎn)生滑移 1 2 2柏氏矢量準(zhǔn)確簡便描述位錯(cuò)的性質(zhì)其作用 判斷位錯(cuò)類型 估算位錯(cuò)應(yīng)變能 分析位錯(cuò)反應(yīng)等 1 柏氏矢量的確定 柏氏回路 2 柏氏矢量的性質(zhì)一條位錯(cuò)線 只有一個(gè)柏氏矢量 匯集一點(diǎn)的位錯(cuò)線 它們的柏氏矢量和為零 一根位錯(cuò)線不能終止在晶體內(nèi)部 只能終止在晶體表面 位錯(cuò)環(huán)b 1 2 3位錯(cuò)密度 描述位錯(cuò)多少的參數(shù) 1 定義 單位體積中位錯(cuò)的總長度 cm cm3 2 位錯(cuò)的形成 液態(tài)結(jié)晶時(shí)形成 晶體經(jīng)過塑性變形回復(fù)和再結(jié)晶及其它熱處理 位錯(cuò)的密度變化 3 位錯(cuò)的觀察和測(cè)量薄膜透射技術(shù)和觀察試樣表面的位錯(cuò)露頭 1 3位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)1 3 1位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)其作用 位錯(cuò)的應(yīng)變能 線張力 相互作用 假設(shè) 各向異性 不連續(xù)并具有點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的晶體均勻連續(xù)的彈性介質(zhì) 適用范圍 位錯(cuò)中心區(qū)域以外的區(qū)域 不適用于錯(cuò)排嚴(yán)重的位錯(cuò)中心區(qū)域 1 螺型位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng) 是一個(gè)純切應(yīng)力場(chǎng) 2 刃型位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)有正應(yīng)力也有切應(yīng)力 在滑移面上 正應(yīng)力為零 切應(yīng)力為最大 滑移面上方 x軸向上的正應(yīng)力為壓應(yīng)力 1 3 2位錯(cuò)應(yīng)變能 因位錯(cuò)使晶體增加的內(nèi)能 位錯(cuò)的應(yīng)變能可分為兩部分 一部分E 位錯(cuò)中心的應(yīng)變能 另一部分E0 位錯(cuò)中心以外彈性應(yīng)變能 即E總 E E0 一般E 為E總的10 15 可忽略 此時(shí) 位錯(cuò)應(yīng)變能一般指E0 它可通過在晶體內(nèi) 制得 一個(gè)位錯(cuò)所作的功求得 E螺 E刃 則E刃 E螺 一般 取0 3 所以E螺 E刃混合位錯(cuò)E混 1 cos2 ln 式中 混合位錯(cuò)柏氏矢量與位錯(cuò)線之間的夾角R0 位錯(cuò)中心區(qū)域的半徑R 位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)遍及范圍的半徑 一般為10 4cmb 為點(diǎn)陣常數(shù) 這時(shí)單位長度的位錯(cuò)線應(yīng)變能為 E K Gb2式中K為比例常數(shù) 一般為0 5 1 可知 E與b的平方成正比 bE 位錯(cuò)越穩(wěn)定 1 3 3位錯(cuò)的線張力定義 每增加單位長度的位錯(cuò)線所作的功或增加的位錯(cuò)能 因此位錯(cuò)線張力T與位錯(cuò)能在數(shù)值上相等 即有T KGb2當(dāng)位錯(cuò)線為直線時(shí)K 1 當(dāng)位錯(cuò)線彎曲時(shí) K 0 5 1 4位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)及晶體的塑性變形晶體在宏觀上的塑性變形是它在微觀上位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果 位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)方式有兩種 滑移運(yùn)動(dòng) 保守運(yùn)動(dòng) 晶體體積不變 攀移運(yùn)動(dòng) 非保守運(yùn)動(dòng) 晶體體積變化 1 4 1位錯(cuò)的滑移運(yùn)動(dòng) 1 刃位錯(cuò)的滑移運(yùn)動(dòng)如1 2圖所示 若位錯(cuò)線上的原子沿切應(yīng)力方向移動(dòng)不到一個(gè)原子間距 周圍其它原子稍作調(diào)整 多余半原子面和位錯(cuò)線就可以向前移動(dòng)一個(gè)原子間距 可見位錯(cuò)移動(dòng)具有易動(dòng)性 圖1 2示出了位錯(cuò)由晶體的一端掃到另一端 2 螺位錯(cuò)的滑移運(yùn)動(dòng)如圖所示位錯(cuò)線上的原子只需在切應(yīng)力作用下向前移動(dòng)一個(gè)原子間距的分?jǐn)?shù)倍的距離 位錯(cuò)線可以向左移動(dòng)一個(gè)原子間距 由上述位錯(cuò)的滑移過程可知 1 位錯(cuò)滑移具有移動(dòng)性 相同之處 2 刃位錯(cuò) 位錯(cuò)線的滑移方向與柏氏矢量平行 螺位錯(cuò) 位錯(cuò)線的滑移方向與柏氏矢量垂直 3 螺位錯(cuò)可以進(jìn)行交滑移 不同之處 交滑移 螺位錯(cuò)在幾個(gè)滑移面上沿一個(gè)滑移方向進(jìn)行的滑移 3 點(diǎn)陣阻力位錯(cuò)滑移受到的阻力 應(yīng)力場(chǎng) 晶體內(nèi)其它缺陷 點(diǎn)陣阻力 克服晶格點(diǎn)陣的位壘 由此式可知 1 晶體滑移時(shí)所需的切應(yīng)力是低的 與實(shí)測(cè)值的臨界切應(yīng)力值近似 2 滑移面間距a越大 柏氏矢量b越小 阻力越小 3 位錯(cuò)寬度越小 阻力越大 1 4 2刃位錯(cuò)的攀移運(yùn)動(dòng)其攀移運(yùn)動(dòng)是通過多余半原子的擴(kuò)展或收縮來實(shí)現(xiàn)的 正攀移 位錯(cuò)線上的原子或 空位 離開或 進(jìn)入 位錯(cuò)線的結(jié)果 負(fù)攀移 位錯(cuò)線上的間隙原子 或空位 進(jìn)入 或離開 位錯(cuò)線的結(jié)果 位錯(cuò)線成為空位的發(fā)源地或陷井 1 位錯(cuò)攀移運(yùn)動(dòng)的條件 溫度 位錯(cuò)的攀移要靠晶體中空位或間隙原子的擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn) 因此應(yīng)在較高溫度下 空位或間隙原子具有足夠擴(kuò)散激活能才能進(jìn)行 2 攀移的驅(qū)動(dòng)力滲透力 晶體中不平衡空位濃度會(huì)促進(jìn)位錯(cuò)的攀移 正應(yīng)力 垂直于多余半原子面的正應(yīng)力使晶體的體積變化 促進(jìn)位錯(cuò)作攀移運(yùn)動(dòng) 1 4 3位錯(cuò)的滑移運(yùn)動(dòng)和晶體的塑性變形設(shè)一晶體的滑移面積為A 高為H 如位錯(cuò)從一端掃到另一端 產(chǎn)生一個(gè)柏氏矢量b的切位移 則有切應(yīng)變 b H如果位錯(cuò)掃過的面積為A 沒有掃過晶體的整個(gè)滑移面 這時(shí)的位移量為A b A 所以這時(shí)的切應(yīng)變 1 5位錯(cuò)在應(yīng)力場(chǎng)中的受力晶體塑變是其內(nèi)部位錯(cuò)滑移的結(jié)果 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) 一是受外加應(yīng)力場(chǎng)驅(qū)使 二是晶體內(nèi)其它位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)的驅(qū)使 將 作用于位錯(cuò)線上驅(qū)使它運(yùn)動(dòng)的力 定義為位錯(cuò)受力 目的 可以判斷位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向 討論位錯(cuò)間相互作用的基礎(chǔ) 應(yīng)力場(chǎng)對(duì)位錯(cuò)的作用力外力使晶體變形所作的功與位錯(cuò)受力運(yùn)動(dòng)所作的功相等 W1 Lds A AW2 FLdsW1 W2所以F bF表示單位長度位錯(cuò)線上的受力 它的大小為 b 方向垂直于位錯(cuò)線 與位錯(cuò)線的運(yùn)動(dòng)方向一致 1 6位錯(cuò)間的交互作用1 6 1平行螺位錯(cuò)間的交互作用若兩平行位錯(cuò)的柏氏矢量方向相同 位錯(cuò)相斥 方向相反 位錯(cuò)相吸 力的大小與距離成反比 與兩者柏氏矢量大小之積成正比 與位置無關(guān)1 6 2平行刃位錯(cuò)間交互作用受力大小與位錯(cuò)在應(yīng)力場(chǎng)中的位置有關(guān) 受力方向與兩條位錯(cuò)線的柏氏矢量方向有關(guān) 當(dāng)在同一個(gè)滑移面上時(shí) 同號(hào)位錯(cuò)相互排斥而遠(yuǎn)離 異號(hào)位錯(cuò)互相吸引而靠近 當(dāng)相遇時(shí) 合并而消失 1 6 3垂直位錯(cuò)間的交互作用螺位錯(cuò)與刃位錯(cuò)垂直時(shí) 螺位錯(cuò)對(duì)刃位錯(cuò)的作用力是沿著x軸變化的 當(dāng)x 0時(shí) 受力最大 逐漸遠(yuǎn)離的點(diǎn)其受力逐漸減小 在x 0的刃位錯(cuò)線上受力方向與z軸方向相反 在x 0上 受力方向?yàn)閦軸方向 兩螺位錯(cuò)垂直時(shí) 在x 0時(shí) 受力最大 在逐漸遠(yuǎn)離處 受力逐漸減小 最后趨于0 1 1 7位錯(cuò)與溶質(zhì)間的交互作用位錯(cuò)與溶質(zhì)間的交互作用有 彈性作用 通過應(yīng)力場(chǎng) 最重要 化學(xué)作用 電學(xué)作用 幾何作用 1 7 1彈性交互作用其作用的結(jié)果使應(yīng)變能降低 使位錯(cuò)更穩(wěn)定 位錯(cuò)與溶質(zhì)原子的交互作用能 u 等于溶質(zhì)原子進(jìn)入晶體時(shí) 克服位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)作的功 若 溶質(zhì)原子產(chǎn)生對(duì)稱畸變 其應(yīng)力場(chǎng)只有正應(yīng)力 只能和刃位錯(cuò)發(fā)生相互作用溶質(zhì)原子產(chǎn)生非對(duì)稱畸變 其應(yīng)力場(chǎng)有切應(yīng)力 可能和螺位錯(cuò)發(fā)生相互作用 1 溶質(zhì)原子與刃位錯(cuò)的交互作用設(shè)R0 R分別為溶劑原子和溶質(zhì)原子半徑 則溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑后 引起體積的變化為 V 4 3 R3 4 3 R03 當(dāng) 很小時(shí) 則 V為 V 4 R03位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)中只有靜水壓力可使晶體體積變化而作功 靜水壓力為 m 1 3 x y z 引起畸變所作的功為 u u V 3 x y z u A sin r可知 u與溶質(zhì)原子在刃位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)中的位置有關(guān) u 0表示位錯(cuò)吸引溶質(zhì)原子 u 0表示位錯(cuò)排斥溶質(zhì)原子 當(dāng) 0并且溶質(zhì)原子在刃位錯(cuò)的壓應(yīng)力區(qū)域 則 u 0 排斥 溶質(zhì)原子在刃位錯(cuò)拉應(yīng)力區(qū)域 吸引 聚集在位錯(cuò)線下方 由上式可知 當(dāng) 0時(shí) 即溶質(zhì)半徑大于溶劑半徑 溶質(zhì)原子聚集于刃位錯(cuò)的拉伸應(yīng)力區(qū)域當(dāng) 0時(shí) 即溶質(zhì)半徑小于溶劑半徑 溶質(zhì)原子集聚于刃位錯(cuò)的壓應(yīng)力區(qū)域 由上述分析知 大于溶劑原子的溶質(zhì)原子傾向于聚集在刃位錯(cuò)的下部 小于溶劑原子的溶質(zhì)原子傾向于聚集在刃位錯(cuò)的上部 溶質(zhì)原子在刃位錯(cuò)附近的這種偏聚分布就稱為柯垂?fàn)枤鈭F(tuán) 它對(duì)位錯(cuò)起釘扎作用 柯氏氣團(tuán)的結(jié)構(gòu)是和溫度 溶質(zhì)原子濃度有關(guān) 一般溶質(zhì)原子濃度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過需要 當(dāng)溫度足夠低時(shí) 位錯(cuò)中心處都被溶質(zhì)原子占滿 形成的氣團(tuán)稱為凝聚氣團(tuán)或飽和氣團(tuán) 對(duì)位錯(cuò)的釘扎作用大 隨著溫度的升高 溶質(zhì)原子的活動(dòng)能力加強(qiáng) 它們可能離開位錯(cuò) 不能飽和 在位錯(cuò)周圍形成的氣團(tuán)稱為稀釋氣團(tuán) 對(duì)位錯(cuò)的釘扎能力減小 2 間隙原子與螺位錯(cuò)的交互作用在體心立方金屬中 通常情況下 間隙原子統(tǒng)計(jì)平均地分布在三個(gè)晶軸方向上的八面體間隙中 若晶體某處存在螺位錯(cuò) 由于螺位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)是純切應(yīng)力場(chǎng) 則與螺位錯(cuò)成45 的圓錐面上存在著拉應(yīng)力 而間隙原子進(jìn)入這種八面體間隙的傾向性較大 這種情況使得原來平均分布在三個(gè)軸向上的間隙原子擇優(yōu)地分布到受拉伸應(yīng)力的晶胞軸方向上 以降低晶體的能量 間隙原子這種擇優(yōu)分布叫史諾克氣團(tuán) 研究表明 史諾克氣團(tuán)對(duì)位錯(cuò)的釘扎作用近似地與溫度無關(guān) 通常 在室溫以下時(shí) 柯垂?fàn)枌?duì)位錯(cuò)的釘扎作用強(qiáng)烈 而在室溫以上 史諾克氣團(tuán)對(duì)位錯(cuò)的釘扎將起著較大的作用 1 7 2化學(xué)交互作用面心立方金屬滑移面上的完全位錯(cuò)要分解為一對(duì)半位錯(cuò) 兩者之間隔著一層密排六方結(jié)構(gòu)的堆垛層錯(cuò) 為保持熱力學(xué)平衡 溶質(zhì)原子在密排六方的堆垛層錯(cuò)和在面心立方基體中的分布不同 通常溶質(zhì)原子在層錯(cuò)上濃度高于周圍六方基體中的濃度 以保持低能狀態(tài) 這種出于合金化學(xué)與熱力學(xué)的原因而產(chǎn)生的溶質(zhì)原子的不均勻分布 鈴木稱之為溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的化學(xué)交互作用 或稱之為鈴木氣團(tuán) 鈴木氣團(tuán)堆位錯(cuò)的釘扎作用僅為柯氏氣團(tuán)的十分之一 但鈴木氣團(tuán)與溫度無關(guān) 所以在柯氏氣團(tuán)釘扎作用消失的高溫下 鈴木氣團(tuán)釘扎作用就顯得重要 1 7 3電化學(xué)交互作用溶質(zhì)原子如果它們的原子價(jià)不同 可以使固溶體產(chǎn)生不同的強(qiáng)化程度 這種因原子價(jià)不同而產(chǎn)生不同的強(qiáng)化效果 顯然是和圍繞溶質(zhì)原子的電荷與圍繞溶劑原子的電荷不同有關(guān) 如果 圍繞溶質(zhì)檐子的電荷多 溶質(zhì)原子就和刃位錯(cuò)發(fā)生相互作用 這種靜電相互作用把溶質(zhì)原子吸引到位錯(cuò)周圍把位錯(cuò)釘扎 其作用比彈性作用小幾倍 1 7 4幾何交互作用 結(jié)構(gòu)交互作用 任何原子均優(yōu)先選擇異類原子作為它的近鄰 如果合金中滑移面上有一位錯(cuò)通過 將改變?cè)械挠行蚺帕幸?guī)律 能量升高 其滑移過程需要極高的應(yīng)力 1 7 5屈服效應(yīng)和呂德斯帶在拉伸試驗(yàn)中 試樣開始屈服時(shí)的應(yīng)力叫上屈服點(diǎn) 繼續(xù)變形時(shí) 應(yīng)力可能會(huì)突然下降到一個(gè)較低的值 稱為下屈服點(diǎn) 此時(shí)試樣繼續(xù)延伸而應(yīng)力保持不變或作微小波動(dòng) 即拉伸曲線上出現(xiàn)了應(yīng)力平臺(tái)區(qū) 稱屈服延伸區(qū) 待產(chǎn)生一定程度的延伸后 應(yīng)力又繼續(xù)隨應(yīng)變而連續(xù)上升 這種在拉伸曲線上出現(xiàn)上屈服點(diǎn) 下屈服點(diǎn)和屈服延伸區(qū)的現(xiàn)象稱為屈服效應(yīng) Tu 屈服效應(yīng)是一種比較普遍的現(xiàn)象 而一般在體心立方晶體中尤為明顯 體心立方晶體 間隙原子在此晶體中引起的體積變化大 溶子原子與位錯(cuò)的交互作用通過彈性作用來實(shí)現(xiàn)的 面心立方晶體 溶子原子與位錯(cuò)的交互作用通過化學(xué)作用來實(shí)現(xiàn)的 呂德斯帶 屈服效應(yīng)在金屬外觀上的反映 即當(dāng)金屬的變形量恰好在屈服延伸區(qū)內(nèi)時(shí) 金屬表面產(chǎn)生粗糙不平的表面缺陷 常呈帶狀 其形成過程為 在外力作用下 某些地方位錯(cuò)盯扎不牢 它們首先擺脫溶子原子的氣團(tuán) 開始運(yùn)動(dòng) 位錯(cuò)源開動(dòng) 位錯(cuò)向前運(yùn)動(dòng)時(shí) 在晶界前受阻堆積 產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中 再疊加上外應(yīng)力會(huì)使相鄰的晶粒內(nèi)的位錯(cuò)源開動(dòng) 位錯(cuò)得以繼續(xù)傳播下去 局部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行 這一過程進(jìn)行得很快 不均勻的變形區(qū) 在外觀上反映就是帶狀的表面缺陷 直到整個(gè)試樣都被呂得斯帶充滿 屈服延伸區(qū)結(jié)束 防止呂得斯帶產(chǎn)生的措施1 在鋼中加入少量的Al Ti等強(qiáng)碳 氮化物形成元素 把C N固定住 不能盯扎住位錯(cuò) 可消除屈服效應(yīng) 2 在鋼板沖壓前進(jìn)行小量的預(yù)變形 使位錯(cuò)擺脫氣團(tuán)的包圍 然后在沖壓加工 但預(yù)變形的鋼板 如果長期放置 沖壓時(shí)又會(huì)出現(xiàn)屈服效應(yīng) 1 7 6形變時(shí)效形變時(shí)效現(xiàn)象 把屈服效應(yīng)顯著的金屬材料拉伸到超過屈服延伸區(qū)的變形程度以后 去掉載荷 又立即重新加載時(shí) 則開始塑性變形的應(yīng)力仍等于卸載前的應(yīng)力 若卸載后經(jīng)過長時(shí)間的停留 再重新加載時(shí) 則開始塑性變形的應(yīng)力高于卸載時(shí)的應(yīng)力 重新出現(xiàn)了屈服效應(yīng) 其結(jié)果屈服極限 強(qiáng)度極限和硬度均有所提高 而塑性與疲勞極限下降 易發(fā)生脆斷 1 1 8位錯(cuò)的交割1 8 1刃位錯(cuò)與刃位錯(cuò)的交割當(dāng)b1 b2時(shí) 兩位錯(cuò)交割后得到折線pp pp 柏氏矢量仍為b2 且垂直于b2 因而為刃位錯(cuò) 不在原來的滑移面上它可以隨CD位錯(cuò)線一起運(yùn)動(dòng) 當(dāng)b1 b2時(shí) 交割后得到折線pp oo pp oo 為螺位錯(cuò) 它們的滑移面為原來位錯(cuò)的滑移面 故位錯(cuò)線CPP D AOO B在位錯(cuò)線張力的作用下會(huì)自動(dòng)伸直 使折線消失 使位錯(cuò)恢復(fù)到交割前的狀態(tài) 1 8 2刃位錯(cuò)與螺位錯(cuò)的交割A(yù)B為刃位錯(cuò)在 平面上 柏氏矢量為b1 CD為螺位錯(cuò) 柏氏矢量為b2 交割后形成折線OO OO 長為b2 柏氏矢量為b1 且OO b1 為刃位錯(cuò) 它的滑移面垂直于 平面 1 8 3螺位錯(cuò)與螺位錯(cuò)的交割b1 b2 交割后形成折線OO OO b1 是刃位錯(cuò) 不在原來滑移面上 1 8 4位錯(cuò)的割階割階 也是一條位錯(cuò)線 它的柏氏矢量就是原來位錯(cuò)線的柏氏矢量 其長度是另一條交割位錯(cuò)線的柏氏矢量 扭折 滑移面為原來滑移面 會(huì)自動(dòng)消失 可動(dòng)割階 滑移面不同 隨原來位錯(cuò)一起滑移 不會(huì)阻礙原來位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) 不動(dòng)割階 滑移面不同 不隨原來位錯(cuò)一起滑移 阻礙原來位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) 割階的類型 1 小割階 高度為1 2個(gè)原子間距 彎曲2 中割階 高度約為幾個(gè)到20個(gè)原子間距 形成位錯(cuò)偶3 大割階 長度約在20個(gè)原子間距以上 形成位錯(cuò)源 1 9位錯(cuò)的增殖與塞積1 9 1位錯(cuò)的增殖 變形可使位錯(cuò)增殖位錯(cuò)源 增殖位錯(cuò)的地方 2 1 9 2位錯(cuò)的塞積 n L 0此式說明 位錯(cuò)塞積群中的位錯(cuò)個(gè)數(shù)正比于外加切應(yīng)力