第六章塑性变形

6.2 单晶体的塑性变形 6.2.1 滑移第六章塑性变形常温下塑性变形的主要方式： 6.2.1 滑移 ----最基本的方式 6.2.2 孪生 1.滑移滑移现象:把经过抛光的单晶体试样进行塑性变形，则在显微镜下可以看到抛光表面上出现平行的黑线，称为滑移带；在电子显微镜下，滑移带是一组更细的线组成，这更细的线条称为滑移线。

光镜下：滑移带（无重现性）。 滑移的表象电境下：滑移线。 6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 1.滑移

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 2.滑移系滑移总是沿着一定的晶面和该面上一定的晶向进行，这种晶面和晶向分别称为滑移面和滑移方向；一个滑移面与其面上的一个滑移方向组成一个滑移系。第六章塑性变形一个滑移系就是滑移时的一种空间取向或一种可能性。因此，滑移系越多，金属变形能力越大。常见金属的滑移系如下：

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 2.滑移系第六章塑性变形

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形三种晶体结构的滑移系 bcc 第六章塑性变形 bcc bcc

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 hcp 三种晶体结构的滑移系第六章塑性变形

6.2.1 滑移 晶体结构滑移面滑移方向滑移系数目常见金属面心立方体心立方 {111}×4 <110>×3 12 Cu,Al,Ni,Au {110}×6 ×2 12 Fe,W,Mo 体心立方 {121}×12 <111> ×1 12 Fe,W 体心立方 {123}×24 ×1 24 Fe 密排六方 {0001}×1 ×3 3 Mg,Zn,Ti 密排六方密排六方 {1010} <1120> 3 Mg,Zr,Ti {1011} 6 Mg,Ti 6.2 单晶体的塑性变形第六章塑性变形三种晶体结构的滑移系滑移系数目与材料塑性的关系一般滑移系越多，塑性越好；与滑移面密排程度和滑移方向个数有关；与同时开动滑移系数目有关（c）。

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形三种晶体结构的滑移系 fcc和bcc中滑移系较多，故比hcp塑性好；对于fcc和bcc，bcc中虽然滑移系的数目多，但滑移面的密排程度低，且滑移方向较少，故bcc的塑性介于fcc和hcp之间。第六章塑性变形塑性-- fcc>bcc>hcp 滑移面总是晶体的密排面，滑移方向也总是密排方向；因(1)密排面之间的距离最大，结合力较小，滑移阻力较小，故易滑动； (2)沿密排方向原子密度大，原子从原始位置达到新的平衡位置所需要移动的距离小，阻力小。滑移面（密排面）滑移方向（密排方向）

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 3.单晶体的滑移第六章塑性变形

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 4. 临界分切应力滑移是在切应力作用下发生的。当晶体受力时，晶体中的某个滑移系是否发生滑移，决定于沿此滑移系分切应力的大小，当分切应力达到某一临界值时，滑移才能发生。那么，在外力作用下，某个滑移系上能得到多大的分切应力呢？第六章塑性变形以单晶体试棒的拉伸为例

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 4.临界分切应力设试棒横截面积为A；轴向拉力为P；滑移面法线与外力P之间的夹角为φ，滑移方向与外力P之间的夹角为λ, P在滑移方向上切向分力Pc=Pcosλ, 第六章塑性变形滑移面面积 P 滑移系上的分切应力式中外力在滑移方向上的分解

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 4. 临界分切应力晶体在滑移面上沿滑移方向开始滑移的最小分切应力（k）。临界分切应力定义：第六章塑性变形  k＝scoscos 实验表明， k取决于金属的本性，不受，的影响； 或＝90时，s ； s的取值（由上式可知） ，＝45时，s最小，晶体易滑移；软取向：s值小（ ，＝45）硬取向： s值大（ 或＝90）取向因子：coscos

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 4.滑移时晶体的转动晶体借滑移发生塑性变形时，往往伴随着取向的改变，即晶面转动第六章塑性变形拉伸时,滑移面和滑移方向趋于平行于力轴方向

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 4.滑移时晶体的转动压缩晶面转动第六章塑性变形压缩时，晶面逐渐趋于垂直于压力轴线。位向改变的结果，使φ角增大，λ减小，故随滑移的进行，不仅滑移面转动，且滑移方向也在旋转。原来处在软位向的滑移系，变形阻力增大，即产生几何硬化；而处在硬位向的滑移系可能转到软位向而参与滑移，即产生几何软化。

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 5.多滑移和交滑移。多滑移若有几组滑移系相对于外力轴的取向相同，分切应力同时达到临界值，或者由于滑移时的转动，使另一组滑移系的分切应力也达到临界值，则滑移就在两组或多组滑移系上同时或交替地进行，这种过程叫作“双滑移”或“多滑移”。在fcc中，若沿[001]方向施加外力，则外力轴与4组{111}面的夹角均为54.70,与[101]、 [011] 4个滑移方向的夹角均为450,但与[110]、间的夹角为900，因此只能沿前4个方向滑移。由于每个滑移面上包括2个滑移方向，故有8个等效滑移系可以同时滑动，即产生多滑移。

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 5.多滑移和交滑移多滑移铝中的滑移带。

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 5.多滑移和交滑移交滑移两个或多个滑移面沿共同的滑移方向同时或交替地滑移。同一滑移方向

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 5.多滑移和交滑移

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 5.多滑移和交滑移多滑移和交滑移多滑移是由完全不同的两个滑移系分别或交替进行滑移；交滑移是由具有同一滑移方向的两个或多个滑移系同时启动而进行。一般来说，只有螺位错可以引起交滑移。交滑移与多滑移不同，

6.2.1 滑移 6.2 单晶体的塑性变形 6.滑移的机理实验证明，滑移是位错在切应力作用下运动的结果. 例：刃位错移动造成的滑移滑移线是位错运动到晶体表面所产生的台阶。当一条位错线移动到晶体表面时，便会留下一个原子间距的台阶。同一滑移面上若有大量的位错线不断地移出，则滑移台阶就不断增大，直到形成显微观察到的滑移线（带）。

上节内容回顾 是由完全不同的两个滑移系分别或交替进行滑移；多滑移交滑移与多滑移不同，是由具有同一滑移方向的两个或多个滑移系同时启动而进行。一般来说，只有螺位错可以引起交滑移。交滑移

本节主要内容 6.2.2 孪生 6.3 多晶体的塑性变形 6.4 合金的塑性变形

6.2.2 孪生 锌中的变形孪晶X200 6.2 单晶体的塑性变形 1. 孪生现象在切应力作用下,晶体的一部分沿一定晶面(孪晶面）和一定的晶向（孪生方向）相对于另一部分作均匀的切变所产生的变形。孪生变形：变形部分与未变形部分以孪晶面为准，构成镜面对称，这两部分晶体合称孪晶（双晶）。孪晶孪晶在显微镜下呈带状或透镜状，

6.2.2 孪生 6.2 单晶体的塑性变形 1. 孪生现象孪晶在显微镜下呈带状或透镜状， α 铁的变形孪晶（纽曼带）

6.2.2 孪生 6.2 单晶体的塑性变形 2.孪生系统和原子的运动孪生是在切应力作用下晶体内部发生均匀切变的过程，即一部分晶体沿一定的晶面和晶向逐层移动。以fcc中孪生变形为例，说明原子的运动及特点: 面心立方晶体的孪生变形过程示意图

6.2 单晶体的塑性变形 6.2.2 孪生 2.孪生--原子的运动孪生区域产生了均匀切变，即每层（111）面相对其相邻晶面沿晶向移动了该晶向上原子间距的分数孪生变形也是通过位错运动来实现的，但产生孪晶的位错其柏氏矢量必须小于一个原子间距。孪生可看成是不全位错滑过切变区中各层晶面而进行的。面心立方晶体的孪生变形过程

6.2 单晶体的塑性变形 6.2.2 孪生镜面对称

6.2 单晶体的塑性变形 6.2.2 孪生 2.滑移和孪生的比较

滑移孪生 2.滑移和孪生的比较不全位错

第六章 塑性变形