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金属(jīnshǔ)的塑性变形与再结晶韧性断口㈠滑移(huáyí)滑移(huáyí)是指晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移的现象。1、滑移变形(biànxíng)的特点:⑴滑移只能在切应力的作用下发生。产生滑移的最小切应力称临界切应力.⑵滑移(huáyí)常沿晶体中原子密度最大的晶面和晶向发生。因原子密度最大的晶面和晶向之间原子间距最大,结合力最弱,产生滑移(huáyí)所需切应力最小。一个滑移(huáyí)面和其上的一个滑移(huáyí)方向构成一个滑移(huáyí)系。滑移系越多,金属发生滑移的可能性越大,塑性也越好,其中滑移方向对塑性的贡献比滑移面更大。因而金属的塑性,面心立方(lìfāng)晶格好于体心立方(lìfāng)晶格,体心立方(lìfāng)晶格好于密排六方晶格。⑶滑移时,晶体两部分的相对位移量是原子间距的整数倍.滑移的结果(jiēguǒ)在晶体表面形成台阶,称滑移线,若干条滑移线组成一个滑移带。⑷滑移的同时伴随着晶体的转动(zhuàndòng)转动(zhuàndòng)有两种:滑移面向外力轴方向转动(zhuàndòng)和滑移面上滑移方向向最大切应力方向转动(zhuàndòng)。切应力作用(zuòyòng)下的变形和滑移面向外力方向的转动转动(zhuàndòng)的原因:晶体滑移后使正应力分量和切应力分量组成了力偶.韧性(rènxìnꞬ)断口晶体(jīngtǐ)通过位错运动产生滑移时,只在位错中心的少数原子发生移动,它们移动的距离远小于一个原子间距,因而所需临界切应力小,这种现象称作位错的易动性。刃位错的运动(yùndòng)㈡孪生孪生是指晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对于另一部分所发生(fāshēng)的切变。发生切变的部分称孪生带或孪晶,沿其发生孪生的晶面称孪生面。孪生的结果使孪生面两侧(liǎnꞬcè)的晶体呈镜面对称。与滑移相比:孪生使晶格位向发生(fāshēng)改变;所需切应力比滑移大得多,变形速度极快,接近声速;孪生时相邻原子面的相对位移量小于一个原子间距.密排六方晶格金属滑移系少,常以孪生方式变形。体心立方晶格金属只有在低温(dīwēn)或冲击作用下才发生孪生变形。面心立方晶格金属,一般不发生孪生变形,但常发现有孪晶存在,这是由于相变过程中原子重新排列时发生错排而产生的,称退火孪晶。二、多晶体金属(jīnshǔ)的塑性变形晶界对塑性变形的影响(yǐngxiǎng)2、晶粒位向的影响由于各相邻晶粒位向不同,当一个晶粒发生塑性变形时,为了保持金属(jīnshǔ)的连续性,周围的晶粒若不发生塑性变形,则必以弹性变形来与之协调。这种弹性变形㈡多晶体金属的塑性变形过程多晶体中首先(shǒuxiān)发生滑移的是滑移系与外力夹角等于或接近于45°的晶粒。当塞积位错前端的应力达到一定程度,加上相邻晶粒的转动,使相邻晶粒中原来处于不利位向滑移系上的位错开动,从而使滑移由㈢晶粒大小对金属力学性能的影响金属的晶粒越细,其强度(qiángdù)和硬度越高。因为金属晶粒越金属的晶粒越细,其塑性和韧性(rènxìnꞬ)也越高。因为晶粒越细,单位体积内晶粒数目越多,参与变通过细化晶粒来同时提高(tígāo)金属的强度、硬度、塑性和韧性的方法称细晶强化。第二节塑性变形对组织(zǔzhī)和性能的影响工业纯铁在塑性变形前后的组织(zǔzhī)变化由于晶粒的转动,当塑性变形达到一定程度时,会使绝大部分晶粒的某一位向与变形方向(fāngxiàng)趋于一致,这种现象称织构或择优取向。轧制(zházhì)铝板的“制耳”现象二、加工硬化冷塑性变形与性能(xìngnéng)关系产生(chǎnshēng)加工硬化的原因是:1、随变形量增加,位错密度增加,由于位错之间的交互作用(堆积、缠结),使变形抗力增加.2.随变形量增加,亚结构细化3.随变形量增加,空位密度增加4.几何硬化:由晶粒转动引起由于加工硬化,使已变形部分发生硬化而停止变形,而未变形部分开始变形。没有加工硬化,金属就不会(bùhuì)发生均匀塑性变形。加工硬化是强化金属的重要手段之一,对于不能热处理强化的金属和合金尤为重要。三、残余(cányú)内应力第三类内应力是形变金属中的主要内应力,也是金属强化的主要原因(yuányīn)。而第一、二类内应力都使金属强度降低。第三节回复(huífù)与再结晶㈠回复回复是指在加热温度较低时,由于金属中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。如空位与其他缺陷合并(hébìng)、同一滑移面上的异号位错相遇合并(hébìng)而使缺陷数量减少等。在回复阶段,金属组织变化不明显,其强度、硬度略有下降,塑性略有提高,但内应力、电阻率等显著下降。工业上,常利用回复现象将冷变