課件第六章塑性變形

1、材料科學(xué)基礎(chǔ)Fundamentals of Materials Science主講：王永欣教授1一、章節(jié)安排2西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授材料科學(xué)基礎(chǔ)（下）第六章 塑形變形變形與強(qiáng)化第七章 回復(fù)再結(jié)晶應(yīng)用理論第八章 凝固與結(jié)晶凝固與相變第九章 二元合金相圖第十章 相變理論概要材料科學(xué)基礎(chǔ)（上）第一章 原子結(jié)構(gòu)及鍵合第二章 晶體的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)第三章 晶體缺陷第四章 固體中的相第五章 固體中的擴(kuò)散3西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授物、化性能變化晶粒長(zhǎng)大力學(xué)性能變化組織性能再結(jié)晶能量變化回復(fù)組織變化物、化性能變化合金 塑形變形力學(xué)性能變化多晶體 塑形變形變形與強(qiáng)化第七章 回復(fù)再結(jié)晶強(qiáng)韌化

2、機(jī)理第六章 塑形變形能量變化單晶體 塑形變形組織變化變形的宏觀規(guī)律4西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授按結(jié)構(gòu)學(xué)分類第十章 相變理論基礎(chǔ)液固相變固態(tài)相變按熱力學(xué)分類按動(dòng)力學(xué)分類組織形態(tài)凝固與相變二組元體系凝固平衡凝固非平衡凝固長(zhǎng)大第九章 二元合金相圖第八章 凝固與結(jié)晶單組元體系凝固形核規(guī)律、條件服役行為與二、知識(shí)層次成分與結(jié)構(gòu)材料特性與 材料科學(xué) 與 工程技術(shù) 相互關(guān)系和影響 材料科學(xué)與工程的內(nèi)在本質(zhì)與外部環(huán)境的相關(guān)性和統(tǒng)一性5西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授概念、理論、公式的應(yīng)用，綜合分析工程層次基本概念、基本理論、基本公式科學(xué)層次1西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授微觀組織變化細(xì)晶強(qiáng)

3、化宏觀規(guī)律固溶強(qiáng)化體系能量變化單晶體塑變復(fù)相強(qiáng)化力學(xué)性能變化多晶體塑變時(shí)效強(qiáng)化物理、化學(xué)性能變化合金塑變硬化2西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授3西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授從現(xiàn)象到機(jī)制從簡(jiǎn)單到復(fù)雜材料的強(qiáng)韌化機(jī)制從宏觀到微觀一、工程應(yīng)力應(yīng)變曲線1. 名詞概念Ps =1）彈性變形： 卸載后可以恢復(fù)2）應(yīng)力：F0塑性變形： 卸載后不可恢復(fù)e = l - l0應(yīng)變：l01西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授2. 應(yīng)力應(yīng)變曲線1）強(qiáng)度彈性極限 sessbss屈服極限s0.2條件屈服極限ssse極限強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）sb2）塑性延伸率lk - l0d =l0F0 - Fky =斷面收縮率F0e2

4、西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授3）虎克定律s = E ×eE 楊氏模量G 剪切模量 彈性模量E、G 反映原子間結(jié)合力的大小3西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授ss線性：應(yīng)力和應(yīng)變滿足直線關(guān)系。可逆性：去掉外力，變形就消失。變形量：ee陶瓷材料的彈性變形很小金屬材料的彈性變形略大高聚物材料的彈性變形可以比較大sss = Eet = GgE2(1+u)G =ee4西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授彈性變形的主要特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)：彈性模量與原子序數(shù)呈周期性變化趨勢(shì)。溫度：T升高，E下降。合金元素：對(duì)結(jié)構(gòu)不敏感少量合金元素不影響大量合金元素，引起畸變，使E下降5西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院王永欣

5、 教授影響彈性模量的主要因素：6西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授材料E/104MPa泊松比鋼銅聚乙烯橡膠 氧化鋁20.7110.310-410-3400.280.350.380.490.35幾種材料的彈性模量二、真應(yīng)力真應(yīng)變曲線sde = dlle =de =1. 真應(yīng)變dll= ln l = ln(1+ d )l0lòòl0P F PF2. 真應(yīng)力S =P × F0Pl=×= s (e +1)S =F0FF0l0ll0le =-1 Þ= e +1l0e7西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院王永欣 教授3. 流變曲線s真應(yīng)力真應(yīng)變曲線中均勻塑變部分曲線S

6、 = kenk 常數(shù)n 形變硬化指數(shù)表示抵抗繼續(xù)塑變的能力e8西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授三、工程應(yīng)力應(yīng)變 與 真應(yīng)力真應(yīng)變PF0PFs =S =P 瞬時(shí)載荷F 瞬時(shí)截面積P 瞬時(shí)載荷F0 初始截面積e = l - l0de = dll0ll - l0 總伸長(zhǎng)量l0 初始長(zhǎng)度dl 瞬時(shí)伸長(zhǎng)量l 瞬時(shí)長(zhǎng)度9西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授1西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授一、滑移現(xiàn)象2西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授1000原子間距滑移帶臺(tái)階滑移線100原子間距10000原子間距3西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授形成稱為大量、滑移：發(fā)生在特定的晶面和晶向上可以發(fā)生滑移的晶面

7、 滑移面可以發(fā)生滑移的晶向 滑移方向4西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授滑移帶滑移線臺(tái) 階滑 移二、滑移系定義：一個(gè)滑移面及其上的一個(gè)滑移方向的一個(gè)空間位向關(guān)系特點(diǎn)：1）條件相同時(shí)，滑移面越多，塑性越好條件相同時(shí)，滑移方向越多，塑性越好2）一般地：滑移面多是最密排面，滑移方向多是最密排方向5西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授BCCFCCHCP密 排 面密排方向110<111>西北工業(yè)大學(xué)111<110>材料學(xué)院 王永欣 教授0001< 𝟏𝟏𝟐𝟎 >6112<111>123<

8、111>0001密排六方7西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院王永欣 教授體心立方110<111>晶體結(jié)構(gòu)滑移面滑移方向面心立方111<110>三、臨界分切應(yīng)力Pj 載荷P與滑移面法線夾角l 載荷P與滑移方向夾角jlNAcosjP¢ = P cos lA¢ =ATt = P¢ =P cos lA / cosj= P cos l cosj = s cos l cosjA¢AA'OP8西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授t = s cos l cosjt= s cos l cosjPjlNtc = ss cos l cosj屈服應(yīng)力s（

9、或0.2）A 臨界分切應(yīng)力TO晶體開始滑移所需的最小分切應(yīng)力A'tt取決于晶體的本性，與外力無關(guān)c是組織敏感參數(shù)。c即，與晶體類型、純度、溫度、熱處理狀態(tài)、滑移系類型等因素有關(guān)P9西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授m = cos l × cosj 取向因子（施密特因子）PjNl當(dāng) j + l 90°時(shí)Am = cos l cosj = cosj cos(90° - j) = 1 sin(2j)T2所以，當(dāng)j 45°時(shí)， t 最大m = mmax = 0.5 有利于滑移OA'm 越大，晶體越容易開始滑移，所需的外加載荷越小 軟位向Pm 越

10、小，晶體越難以開始滑移，所需的外加載荷越大 硬位向10西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授 位錯(cuò)滑移四、滑移的微觀機(jī)制1. 位錯(cuò)刃位錯(cuò)螺位錯(cuò)混合位錯(cuò)11西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授2. 位錯(cuò)的滑移類型b與位錯(cuò)線 與 b與位錯(cuò)線滑移面?zhèn)€數(shù)位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向刃位錯(cuò)/分量/分量/分量/法線唯一螺位錯(cuò)混合位錯(cuò)法線多個(gè)一定角度法線一定角度12西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授3. 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力1）點(diǎn)陣摩擦力 派-納力12expé- 2pW ù =expé-2pdù2G1-u2G1-ut=ê(1-u) b úêëú

11、;ûP- NbëûP-N 與（ W）成指數(shù)關(guān)系，故位錯(cuò)寬度 W 越大，P-N 越小P-N 與（ d / b）成指數(shù)關(guān)系，故當(dāng)晶面間距 d 越大、原子間距 b 越小時(shí)， P-N 最密排面、最密排方向易成為滑移面和滑移方向越小13西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授2）位錯(cuò)的交互作用兩位錯(cuò)平行 同號(hào)相斥、異號(hào)相吸兩位錯(cuò)垂直 位錯(cuò)交割交割 形成一段大小和方向等于對(duì)方柏氏矢量的割階或扭折 不在滑移面上 在原滑移面上，不穩(wěn)定、易消失、不影響滑移割階扭折14西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授3）位錯(cuò)塞積位錯(cuò)滑移 受到物阻礙 位錯(cuò)塞積 應(yīng)力高度集中 避開物 交滑移、攀移 滑移

12、線呈波紋狀 繼續(xù)滑移 應(yīng)力松弛材料評(píng)價(jià)的高分辨電子顯微方法 近藤 大輔，平賀 賢二 著，劉安生譯冶金工業(yè)2002 39頁15西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院王永欣 教授4）晶體滑移的連續(xù)性 位錯(cuò)增殖FR 位錯(cuò)源16西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院王永欣 教授五、滑移時(shí)晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)t= s cos l cosjm = cos l × cosj 取向因子（施密特因子）PPjNlNNATTTOA'PP17西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授拉伸：滑移面趨向平行 于外力軸方向滑移方向趨向平行 于最大切分應(yīng)力方向PNNTTP18西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院王永欣 教授壓縮： 滑移面趨向垂直 于外力軸方向滑移方向趨向垂

13、直 于最大切分應(yīng)力方向19西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授變形量大六、單滑移與多滑移晶體轉(zhuǎn)動(dòng)外應(yīng)力大最有利的滑移系開動(dòng)多滑移單滑移滑移線平行20西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授滑移線相互交叉多個(gè)滑移系同時(shí)或交替開動(dòng)變形量小或滑移系少七、滑移變形特點(diǎn)：滑移不均勻，集中在某些晶面上平移滑動(dòng)，相對(duì)滑動(dòng)的兩部分晶臨界分切應(yīng)力較小滑移線與應(yīng)力軸呈一定角度向關(guān)系不變晶體表面出現(xiàn)滑移線和滑移帶，滑移線先于滑移帶出現(xiàn)21西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授1西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授一、孿生現(xiàn)象晶體均勻切變產(chǎn)生位向變化變形與未變形部分呈鏡面對(duì)稱關(guān)系2西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授3西北

14、工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授二、孿生變形過程4西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授5西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授三、滑移變形特點(diǎn)：部分晶體發(fā)生均勻切變變形與未變形部分呈鏡面對(duì)稱關(guān)系，晶臨界切分應(yīng)力大孿生對(duì)塑變貢獻(xiàn)小于滑移產(chǎn)生表面浮凸向發(fā)生變化 當(dāng)滑移難以進(jìn)行時(shí)出現(xiàn)的一種塑變形式6西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授1西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授一、多晶體塑性變形的現(xiàn)象鋅的單晶體與多晶體的應(yīng)力應(yīng)變曲線2西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授拉伸變形后，晶界處呈現(xiàn)竹節(jié)狀3西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授單晶體：相當(dāng)于一個(gè)單獨(dú)的晶粒晶粒間有位向差多晶體：多個(gè)晶粒 影響位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)晶粒

15、間有晶界西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院王永欣 教授4二、位向差的影響導(dǎo)致使引起要求保證5西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授變形協(xié)調(diào)晶界附近有5個(gè)的滑移系晶粒間相互制約變形不均勻晶粒變形難易程度不同晶粒間滑移系分切應(yīng)力差位向差三、晶界的影響sb位錯(cuò)塞積 應(yīng)力集中 d位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)晶界6西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授四、位向差、晶界的綜合作用位向差、晶界對(duì)變形的影響是綜合的，不可能截然影響位向差晶界結(jié)構(gòu)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力7西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授五、多晶體塑性變形的特點(diǎn)1變形不均勻晶粒變形先后不一分切應(yīng)力分切應(yīng)力的位向的位向位向位向變形變形晶粒位向不同各晶粒的變形量有大有小晶粒中心變形量小晶界處的變

16、形量大同一晶粒變形量不同2各晶粒間變形協(xié)調(diào)晶粒間相互制約8西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授六、細(xì)晶強(qiáng)化d ss 屈服強(qiáng)度與晶粒的關(guān)系圖9西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授1. 霍爾配奇（Hall-Patch）公式ss 屈服強(qiáng)度s0 單晶體屈服強(qiáng)度（材料常數(shù)）k 材料常數(shù)d 晶粒直徑d ss 10西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授s= s+- 1s0kd22. 細(xì)晶強(qiáng)化機(jī)理晶粒細(xì)小晶粒多11西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院王永欣 教授塑性 強(qiáng)度 不易產(chǎn)生裂紋啟動(dòng)相鄰晶?；葡底冃尉鶆蛐韪蟮耐饬μ岣呷e應(yīng)力位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力位錯(cuò)塞散應(yīng)力集中小晶界多位向變化3. 細(xì)晶強(qiáng)化特點(diǎn)強(qiáng)度、塑性同時(shí)提高強(qiáng)韌化潛力大1

17、2西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授1西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授合金： 由兩種或多種元素混合的物質(zhì)固溶體化合物合金種類：固溶體合金化合物合金 單相合金固溶體 I 固溶體 II固溶體（基體） 化合物（第二相） 兩相合金2西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院王永欣 教授一、固溶體塑性變形的現(xiàn)象張華鋒，鄭劍平，楊啟法 溶質(zhì)原子 Nb 對(duì) Mo-Nb 合金單晶高溫內(nèi)壓蠕變性能的影響中國(guó)原子能科學(xué)年報(bào) （2010 ）：229-231不同晶向的Mo-Nb合金單晶1600拉伸性能Cu-Ni合金室溫力學(xué)性能Al-Mg合金室溫拉伸性能3西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授單晶體：相當(dāng)于一個(gè)單獨(dú)的晶粒晶粒間有位向差晶

18、粒間有晶界多晶體：多個(gè)晶粒 影響位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)多個(gè)晶粒溶質(zhì)原子固溶體合金： 影響位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)4西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授二、固溶強(qiáng)化1. 柯氏氣團(tuán)位錯(cuò)與溶質(zhì)原子的彈互作用 柯氏氣團(tuán)拉5西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授壓置換型間隙型溶質(zhì)大原子溶質(zhì)小原子溶質(zhì)原子大于間隙進(jìn)入刃位錯(cuò)下半部（拉應(yīng)力區(qū)）進(jìn)入刃位錯(cuò)下半部（拉應(yīng)力區(qū)）進(jìn)入刃位錯(cuò)上半部（壓應(yīng)力區(qū)）6西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授位錯(cuò)脫離溶質(zhì)原子需額外能量體系自由能畸變能畸變減小2. 固溶強(qiáng)化機(jī)理溶質(zhì)、溶劑點(diǎn)陣畸變彈互原子差溶質(zhì)原子進(jìn)入位錯(cuò)釘扎作用柯氏氣團(tuán)作用塑性變形位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)化學(xué)交互作用難以交滑移溶質(zhì) 溶入基體層錯(cuò)能擴(kuò)展位

19、錯(cuò)位錯(cuò)塞積玲木氣團(tuán)電交互作用溶質(zhì)、溶劑價(jià)電子數(shù)差電 偶 極7西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授3. 影響固溶強(qiáng)化的因素溶 質(zhì) 濃 度： C sb，且低濃度時(shí)較明顯差： Dd sb原子固溶體類型： 間隙型 > 置換型電 子 濃 度： 價(jià)電子數(shù)差 sb4. 固溶強(qiáng)化特點(diǎn)強(qiáng)度上升，塑性略有下降8西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授s三、屈服與應(yīng)變時(shí)效1. 現(xiàn)象：以低碳鋼為例低碳鋼拉伸 明顯屈服（上、下屈服點(diǎn)）e卸載后立即重新加載 不再出現(xiàn)屈服現(xiàn)象卸載后放置或經(jīng)200加熱再重新加載 出現(xiàn)屈服現(xiàn)象，且屈服點(diǎn)提高 （稱）應(yīng)變時(shí)效9西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授2. 機(jī)理1）屈服機(jī)理10西北工業(yè)大

20、學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授下屈服點(diǎn)變形初期位錯(cuò)數(shù)量少變形抗力高上屈服點(diǎn)變形量加大位錯(cuò)增殖變形抗力下屈服點(diǎn)應(yīng)力下降脫 釘外力加大上屈服點(diǎn)變形抗力高位錯(cuò)被釘扎2）應(yīng)變時(shí)效機(jī)理11西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授再次屈服回復(fù)位錯(cuò)減少位錯(cuò)已經(jīng)增殖不出現(xiàn)屈服重新釘扎再次屈服已經(jīng)脫釘不出現(xiàn)屈服放置或加熱后立即加載放置或加熱后立即加載合金： 由兩種或多種元素混合的物質(zhì)固溶體化合物合金種類：固溶體合金化合物合金 單相合金固溶體 I 固溶體 II固溶體（基體） 化合物（第二相） 兩相合金1西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院王永欣 教授 基體相性質(zhì) 性能：多相合金塑變能力 第二相性質(zhì) 相界面匹配 2西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院

21、王永欣 教授細(xì)小彌散彌散型：按第二相分同數(shù)量級(jí)聚合型：大小、形狀、數(shù)量、分布等強(qiáng)度、塑性、硬度等3西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授塑性相硬脆相4西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授固溶體 I 固溶體 II塑性相 塑性相聚合型：同數(shù)量級(jí)固溶體（基體） 化合物（第二相）一、塑性相塑性相s：流變應(yīng)力j1s1j2：相1、2的體數(shù)s 2：相1、2的流變應(yīng)力隨兩相中較強(qiáng)相的數(shù)量（體第二相不一定都有強(qiáng)化作用數(shù)）變化5西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授s = j1s1 + j2s 2二、塑性相硬脆相阻力 強(qiáng)化作用位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)距離塞積應(yīng)力開裂幾率位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)距離塞積應(yīng)力 開裂幾率 層片較長(zhǎng) 界面較易開裂阻力小于層

22、狀強(qiáng)化作用小于層狀位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)距離塞積應(yīng)力 開裂幾率 界面不易開裂6西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授d 好顆粒狀s 較好d 較好層片狀：s 好阻力 強(qiáng)化作用d 很差連續(xù)網(wǎng)狀：s 很差多相復(fù)合作用 取決于第二相的性質(zhì)、形狀、分布、數(shù)量等因素 復(fù)相強(qiáng)化7西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授合金： 由兩種或多種元素混合的物質(zhì)固溶體化合物合金種類：固溶體合金化合物合金 單相合金固溶體 I 固溶體 II固溶體（基體） 化合物（第二相） 兩相合金1西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院王永欣 教授 基體相性質(zhì) 性能：多相合金塑變能力 第二相性質(zhì) 相界面匹配 2西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院王永欣 教授細(xì)小彌散彌散型：按第二相分同

23、數(shù)量級(jí)聚合型：大小、形狀、數(shù)量、分布等強(qiáng)度、塑性、硬度等3西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授4西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授硬質(zhì)顆粒塑性基體不可變形第二相顆?？勺冃蔚诙囝w粒彌散型：細(xì)小彌散一、不可變形微粒1. 過程靠近 彎曲、變長(zhǎng) 包圍、連接 留下位錯(cuò)環(huán)5西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授6西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授第二相顆粒阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)及顆粒周圍的位錯(cuò)環(huán)7西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授2. 位錯(cuò)繞過機(jī)理彎曲變長(zhǎng)能量位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力位錯(cuò)遇到第二相顆粒強(qiáng)度 后續(xù)運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力留下位錯(cuò)環(huán)越多越密顆粒 強(qiáng)化效果越好8西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授二、可變形微粒1. 過程

24、9西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授2. 位錯(cuò)切過機(jī)制位錯(cuò)切過阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)反相疇界能形成臺(tái)階能量位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力10西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授強(qiáng)度晶格結(jié)構(gòu)不同錯(cuò)配能新增界面能粒子周圍彈性應(yīng)力場(chǎng)粒子與基體彈性模量差位錯(cuò)線能量變化位錯(cuò)線張力變化三、強(qiáng)化機(jī)制時(shí)效析出第二相顆粒粉末冶金第二相顆粒11西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授位錯(cuò)遇到第二相顆粒位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力 強(qiáng)度1西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授一、組織沿變形方向拉長(zhǎng)的晶粒2教授80%50%30%0%二、位錯(cuò)胞（變形亞結(jié)構(gòu)）冷變形 位錯(cuò)密度 不均勻分布（稱）位錯(cuò)胞胞壁為高密度位錯(cuò)胞內(nèi)位錯(cuò)密度低數(shù)量多小（稱）變形亞結(jié)構(gòu)（變形亞晶）（變形

25、量大）3西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授4西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授5西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授三、變形織構(gòu)變形 晶面轉(zhuǎn)動(dòng)（實(shí)質(zhì)是晶格轉(zhuǎn)動(dòng)） 各晶粒位向趨于一致 擇優(yōu)取向（稱）變形織構(gòu)（表現(xiàn)出）各向異性6西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授板織構(gòu)：某一晶面平行于軋面某一晶向平行于軋向某一晶向平行于軋向絲織構(gòu)：純Mg壓縮變形后(0001)面極圖純Mg壓縮變形后，原位EBSD觀察晶粒取向轉(zhuǎn)變7西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 王永欣 教授1西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院 王永欣 教授變形外力作功以熱能耗散儲(chǔ)存在內(nèi)部?jī)?chǔ)存能包括微觀內(nèi)應(yīng)力點(diǎn)陣畸變宏觀內(nèi)應(yīng)力2西北工業(yè)大學(xué) 材料學(xué)院王永欣 教授一、宏觀內(nèi)應(yīng)力第一類