材料科學基礎 西交版第八章-2

材料科學基礎第八章材料的變形與斷裂材料與化工學院一、施密特定律二、單滑移、多滑移和交滑移§8.4單晶體的塑性變形一、施密特定律F在那個滑移系上的分切應力存在一臨界值.一旦達到臨界值(最大)，那個滑移系一般首先開始動作。一、施密特定律滑移面的面積S'=A/cosφ外力在滑移方向S上的分力為F'=F·cosλ

滑移方向上的分切應力：τ=F'/S'=F·cosλ/(A/cosφ)=F/A·(cosφcosλ)=σ·cosφ·cosλ當σ=σs時，晶體產生屈服，塑性變形開始。τc=σs·cosφ·cosλ此式即為滑移的臨界分切應力定律。cosφcosλ為取向(施密特)因子(Ω)FF'

(τ)一、施密特定律τc=σs·cosφ·cosλ對一定的材料來說,τc只與晶體結構、滑移系類型、形變溫度等有關，而與取向因子無關。施密特(Schmid，E．)實驗:右圖為σs=τc/(cosφ·cosλ)圖中實線為計算值，實驗測量值由“。”表示。σs與Ω二者乘積為常數(shù)，表明在一定條件下，臨界分切應力確為常數(shù)。一、施密特定律τc=σs·cosφ·cosλΩ值越大，σs越小，越有利于滑移。當滑移面法線方向、滑移方向與外力軸三者共處一個平面，則φ=45o時，cosφcosλ=1/2，此取向最有利于滑移，即以最小的拉應力就能達到滑移所需的分切應力，稱此取向為軟取向。當外力與滑移面平行或垂直時（φ=90o或φ=0o），則σs→∞，晶體無法滑移，稱此取向為硬取向。Ω對σs的影響在密排六方結構中最為明顯。也適用于面心立方金屬.二、單滑移、多滑移和交滑移1.單滑移只有一個滑移系統(tǒng)上的分切應力最大并達到了臨界分切應力,這時發(fā)生了單滑移。一組平行的滑移線2．多系滑移(1)當兩個以上的滑移系，其上的分切應力同時滿足τ＞τc的條件，而使各自滑移面上的位錯同時啟動，這種現(xiàn)象稱為多系滑移。(2)分析：多滑移易形成割階或扭折，使滑移困難。二、單滑移、多滑移和交滑移3．交滑移(1)螺位錯的滑移面有無限多個，在某一滑移面上的運動受阻時，可以離開這個面，沿另一個晶面繼續(xù)滑移，且滑移方向不變。(3)其滑移線的特點是折線。二、單滑移、多滑移和交滑移一、晶界和晶體位向對塑性變形的影響二、晶粒大小對材料強度與塑性的影響§8.5多晶體的塑性變形晶界對晶粒變形具有阻礙作用。晶體位向在各晶粒變形過程中具有相互制約和協(xié)調性。一、晶界和晶體位向對塑性變形的影響Hall-Petch公式:二、晶粒大小對材料強度與塑性的影響晶粒越細，材料的強度越高?！?.6純金屬的變形強化(自學)位錯的交割、反應、增殖§8.7合金的變形與強化—補充合金分類：單相固溶體合金多相合金合金的塑性變形：單相固溶體合金塑性變形多相合金塑性變形§8.7合金的變形與強化一、單相合金的變形與強化二、低碳鋼的屈服和應變時效（了解）三、第二相對合金變形的影響一、單相合金的變形與強化合金在形成單相固溶體后．變形時的臨界切應力都高于純金屬，這叫做固溶強化。單相固溶體分類：置換式固溶體

間隙式固溶體一、單相合金的變形與強化置換式固溶體1、原子尺寸差別(或稱錯配)；相差大時強化作用大。原子尺寸差別→引起的晶格畸變

→產生一內應力場

→位錯運動受阻。2、存在彈性模量不同。彈性模量使位錯的運動要額外作功。一、單相合金的變形與強化間隙式固溶體（以α-Fe為例）造成不對稱畸變碳原子不僅和刃型位錯，也和螺型位錯有強烈的交互作用，因而產生了很強的固溶強化效果。三、第二相對合金變形的影響對位錯的運動來說，第二相有兩種情況：（1）可變形，位錯切過第二相；尺寸較小并與基體保持共格的粒子（2）不可變形，位錯繞過第二相；尺寸較大并與基體保持非共格的粒子

τ=Gb/L§8.8冷變形金屬的組織與性能塑性變形對材料