北航物理冶金原理7-塑性變形與回復(fù)再結(jié)晶

1、New MaterialsProcessing Innovationss ss s ses sbd dStress, MPaMetallicCeramicStrain, %s ss s ses sbd dStress, MPa滑移滑移 Slip 孿晶孿晶 Twining 滑移滑移 Slip 滑移現(xiàn)象滑移現(xiàn)象滑移的本質(zhì)及滑移系滑移的本質(zhì)及滑移系滑移變形的特點(diǎn)滑移變形的特點(diǎn) 滑移滑移Slip Slip Steps on an Aluminum Single-Crystal Surface 滑移與滑移系滑移與滑移系 Slip and Slip Systems l滑移面滑移面 111：4個(gè)獨(dú)立的滑移面

2、個(gè)獨(dú)立的滑移面l滑移方向滑移方向：3個(gè)獨(dú)立滑移方向個(gè)獨(dú)立滑移方向/面面l滑移系數(shù)目：滑移系數(shù)目：4312個(gè)（單滑移方向多）個(gè)（單滑移方向多）l晶帶還有晶帶還有112及及123兩個(gè)晶面族！兩個(gè)晶面族！l112 12個(gè)個(gè)l12324個(gè)個(gè)l但每個(gè)滑移面上但每個(gè)滑移面上只有一個(gè)滑移方只有一個(gè)滑移方向向！l滑移面滑移面 110：6個(gè)獨(dú)立的滑移面?zhèn)€獨(dú)立的滑移面滑移方向滑移方向：2個(gè)獨(dú)立滑移方向個(gè)獨(dú)立滑移方向/面面滑移系數(shù)目：滑移系數(shù)目：6212個(gè)（滑移方向少）個(gè)（滑移方向少）l110每個(gè)每個(gè)面上有兩個(gè)滑面上有兩個(gè)滑移方向移方向l112 12個(gè)個(gè)l12324個(gè)個(gè)每個(gè)滑移面上只每個(gè)滑移面上只有一個(gè)滑移方有一個(gè)

3、滑移方向向！I: Single-Slip Stage加工硬化指數(shù)很低加工硬化指數(shù)很低II: Multi-Slip Stage加工硬化指數(shù)很高加工硬化指數(shù)很高III: Cross-Slip Stage (Dynamic Recovery Stage)加工硬化指數(shù)隨變形增加工硬化指數(shù)隨變形增加而降低加而降低FCC單晶塑性變形單晶塑性變形三階段的位錯(cuò)機(jī)制三階段的位錯(cuò)機(jī)制BCCTTcs晶界s晶內(nèi)sToC激光材料加工與表面工程實(shí)驗(yàn)室激光材料加工與表面工程實(shí)驗(yàn)室 Laboratory of Laser Materials Processing and Surface EngineeringBEIHANG

4、UNIVERSITYSubstitutional Solid SolutionInterstitial Solid Solution1、固溶體類型、固溶體類型2、原子尺寸差、原子尺寸差3、晶體結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)4、電化學(xué)性質(zhì)、電化學(xué)性質(zhì)5、元素固溶度、元素固溶度應(yīng)變應(yīng)力Particle Size (d)高層錯(cuò)能高層錯(cuò)能 中層錯(cuò)能中層錯(cuò)能 低層錯(cuò)能低層錯(cuò)能正常晶粒長(zhǎng)大正常晶粒長(zhǎng)大Normal Grain Growth:Driving Force: 相鄰晶粒內(nèi)能差相鄰晶粒內(nèi)能差 Strain Energy 高應(yīng)變晶?？s小消失、低應(yīng)變晶粒長(zhǎng)大高應(yīng)變晶?？s小消失、低應(yīng)變晶粒長(zhǎng)大 Grain Boundar

5、y Energy 小晶?？s小消失、大晶粒長(zhǎng)大小晶?？s小消失、大晶粒長(zhǎng)大表面自由能：表面自由能：表面曲率引起的晶粒內(nèi)部附加壓力表面曲率引起的晶粒內(nèi)部附加壓力2s2s sin(dq q/2) = D DP R dq q D DP = s s/R由于表面自由能的由于表面自由能的驅(qū)動(dòng)：驅(qū)動(dòng)：小晶粒小晶?？s小、大晶粒縮小、大晶粒長(zhǎng)大長(zhǎng)大Cross Slip and Dynamic RecoveryCellular Dislocation Structurel 超塑變形機(jī)理：超塑變形機(jī)理： 無變形晶內(nèi)滑移無變形晶內(nèi)滑移 變形后仍保持等軸晶變形后仍保持等軸晶 晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)、晶界滑動(dòng)晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)、晶界滑動(dòng)l超塑變形的特點(diǎn)：超塑變形的特點(diǎn)：塑性很高，延伸率幾百到幾千塑性很高，延伸率幾百到幾千無彈性變形、無回彈、無彈性變形、無回彈、變形抗力很低、高精度、高光潔度變形抗力很低、高精度、高光潔度小噸位壓力機(jī)（氣漲成形）、