变形强化现象
金属经过轧制、冲压、弯曲等冷加工变形后,其强度和硬度增加,塑性降低。

02
单晶塑性变形
1、单晶塑性变形的基本模式——滑移
2、卡瓦系统
滑移面和该面上的滑移方向构成滑移系统。
一般来说,滑移面通常是原子的密排平面,滑移方向是原子排列最紧密的方向。 金属中的滑移系统越多,其塑性就越好。


3. 滑移过程中晶体的旋转
当晶体在拉力F作用下发生滑移时,如果滑移不受卡盘限制,则滑移面和滑移方向保持不变,拉伸过程中取向不改变。 当存在卡盘限制时,为了保持拉伸轴方向固定,单晶的取向必须相对旋转钢材塑性变形,即滑移面和滑移方向发生变化。
4.多系统滑差
只有一个滑移系被激活的情况(单系滑移)一般发生在滑移系较少的密排六方结构金属中。对于滑移系较多的晶体,初始滑移首先发生在滑移系最有利的晶体中。方向。 然而,由于晶体的旋转,其他滑移系统中的剪切应力可能达到足以引起滑移的程度。 临界值,则滑移过程将在两个或多个滑移系统中同时或交替进行。
03
滑移位错机制
1. 位错运动和晶体滑移
铜晶体的理论计算强度为,但实测强度仅为0.98MPa。 这说明实际晶体的滑移并不是晶体的一部分相对于另一部分的刚性运动,而是位错在剪应力作用下沿滑移面逐渐移动的结果。
当位错线移动到晶体表面时,会在表面留下一个原子距离的滑移变形。


2. 滑动机构
将滑移视为刚性整体滑动所需的理论临界剪应力值比实际测量的临界剪应力值大 3-4 个数量级。 滑移是通过滑移面上位错的运动来实现的。




刃位错运动
3、位错扩散
晶体塑性变形时会产生大量滑移带,这就需要极大量的位错。 当实际晶体变形时,位错数量不但没有减少反而增加,表明存在位错扩散机制。

4、位错的传递和积累
在多系统滑移过程中,不同滑移面上的位错相遇形成切割台阶(新的位错线)。 一方面,位错线的长度增加,另一方面,可能形成难以移动的固定切口。 秩序,成为后续位错运动的障碍。
位错在剪应力作用下运动过程中,如果遇到固定位错、杂质颗粒、晶界等障碍物,则先导位错会被阻挡在障碍物前面,后续位错就会积累起来,形成位错飞机。 插件组形成并在障碍物前端形成高应力集中。

4. 剪切和孪晶
孪晶是晶体的一个部分沿着某个晶面(称为孪晶面)相对于另一部分以一定角度产生均匀剪切的过程。 孪晶边界两侧的晶体呈镜面对称分布。
缠绕也是塑性变形的一种形式。

孪晶改变了晶格取向;
所需剪应力远大于滑移应力,变形速度接近声速;
相邻原子平面的相对位移小于一个原子距离。
具有密排六方晶格的金属几乎没有滑移系统,并且经常以孪生方式变形。
体心立方晶格金属仅在低温或冲击下才会发生孪生变形。
面心立方晶格金属一般不发生孪晶变形,但经常发现孪晶。 这是由于相变过程中原子未对准造成的,这被称为退火孪晶。
04
多晶塑性变形特征
非同时性

在多晶变形过程中,只有处于有利取向(具有最大取向因子)的晶粒滑移系统才能首先开始。
协调
当多晶变形时钢材塑性变形,一个晶粒的变形必须与相邻晶粒的变形协调,以避免晶粒之间的断裂。 多晶的塑性变形是由每个晶粒的多系统滑移来协调的。
不均匀
多晶变形时,各个晶粒的变形量不同,而且由于晶界的强度高于晶粒内部的强度,因此各个晶粒内部的变形也不均匀。
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塑性变形对金属组织和性能的影响
塑性变形对金属结构的影响
1) 纤维组织的形成
金属发生塑性变形时,晶粒沿变形方向拉长,当变形量较大时,成为纤维状条纹。

2)形成变形纹理
当变形发生时,也伴随着晶体的旋转。 当变形量较大时,各个晶粒的取向会变得一致。这种晶粒因变形而具有择优取向的结构称为变形织构。

3) 子结构细化
冷变形会增加晶粒中的位错密度。 随着变形量的增加,位错变得纠缠在一起并在晶粒内部形成细胞亚结构。
4)点阵严重扭曲
塑性变形对金属性能的影响
1)塑性变形对金属力学性能的影响
由于纤维组织的形成和变形织构,金属具有明显的各向异性。

随着位错密度的增加,位错在运动过程中相互作用更加强烈,产生位错堆积群、切序和纠缠网络等障碍,阻碍位错的进一步运动,导致变形抗力增加,从而提高了强度。金属。
2)塑性变形对金属物理、化学性能的影响
随着塑性变形的增加,金属的导电率、电阻温度系数和导热率下降,导磁率和磁饱和度下降,矫顽力增大,内能和化学活性增大,耐腐蚀性能下降。
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