单晶体的塑性变形

单晶体的塑性变形滑移：即在切应力作用下晶体的一部分相对于另一部分沿着特定晶面（滑移面）上的特定方向（滑移方向）发生平移。滑移不改变晶体各部分的相对取向，即不在晶体内部引起位相差。滑移带：在金相显微镜下可以观察到，在抛光的表面上出现许多相互平行的线条，这些线条称为滑移带。用电子显微镜观察观察，发现每条滑移带是由一组相互平行的小台阶所组成，这些小台阶称为滑移线。滑移带就是相互平行的一组小台阶组成的大台阶。滑移系：滑移面和位于滑移面上滑移方向的组合称为一组滑移系，表示为（ｈｋｌ）［ｕｖｗ］。滑移系的个数等于滑移面个数×每个滑移面所具有的滑移方向的个数。一般滑移系越多，塑性越好。塑性还与滑移面密排程度、滑移方向个数和同时开动滑移系数目有关。比如虽然面心和体心立方晶体都是有12个滑移系组成的，但面心立方的滑移面4个，滑移方向3个，而体心立方的滑移面有6个，滑移方向只有两个，面心立方的滑移方向多，因此塑性比体心立方要好些。分切应力：mcoscoscoscos0AF晶体中的某个滑移系能否发生滑移，取决于力在滑移面内沿沿滑移方向上的分切应力大小。临界分切应力：当外力Ｆ增加，使拉伸应力Ｆ／Ａ０达到屈服极限σｓ时，这一滑移系中的分切应力达到临界值τｃ，晶体就在该滑移系上开始滑移，此时的分切应力称为临界分切应力，即刚好使滑移系开动的分切应力。软取向：ｍ值大，σｓ最小，容易滑移硬取向：ｍ值小，σｓ＝∞，难以滑移，很吃力滑移面和滑移方向的转动在外力作用下，晶体的滑移面和滑移方向可能会发生转动．拉伸时，φ角增大，λ角减小；压缩时，φ角减小，λ角增大。会导致从软取向变成硬取向。单滑移变成多滑移。多滑移：如果两个或多个滑移系同时处于最有利位置（ｍ值大），这些滑移系中的分切应力可能同时达到引起滑移的临界值，于是滑移过程将在两个或多个滑移系中同时进行或交替地进行。这种在两个或更多的滑移系上进行的滑移称为多系滑移，简称多滑移。多滑移时产生的滑移带呈交叉形。交滑移：由于晶体取向的改变，可能使两个或多个相交的滑移面沿同一滑移方向进行的滑移，称为交滑移。交滑移使加工硬化效果下降。交滑移时产生的滑移带呈曲折或波纹状。发生交滑移的位错一定是螺型位错．双交滑移：交滑移后的位错再转回和原滑移面平行的滑移面上继续运动的现象如下图表示弗兰克-里德源的位错增值机制。若某滑移面有一段刃型位错AB,.它的两端被位错网结点钉住，不能运动。成为固定位错。现沿位错b方向加切应力，使位错沿滑移面向前滑移运动。但由于AB两端固定，所以只能使位错线发生弯曲(见图(b))。单位长度位错线所受的滑移力Fa=tb，它总是与位错线本身垂直，所以弯曲后的位错每一小段继续受到Fa的作用，沿它的法线方向向外扩展，其两端则分别绕结点A、B发生回转(见图(c))。当两端弯出来的线段相互靠近时(见图(d))，由于该线段两端平行于b,但位错线方向相反，分别属于左螺旋和右螺旋位错，它们互相抵消，形成一闭合的位错环和位错环内的一小段弯曲位错线。只要外加应力继续作用,位错环便继续向外扩张，同时环内的弯曲位错在线张力作用下又被拉直，恢复到原始状态，并重复以前的运动，络绎不绝地产生新的位错环，从而造成位错的增殖，并使晶体产生可观的滑移量。位错的滑移产生交割和塞积，二者均引起加工硬化。交割：多滑移时，由于各滑移面相交，因而在不同滑移面上运位错也就必然相遇，发生相互交割。此外，在滑移面上运动的位错还要与晶体中原有的以不同角度穿过滑移面的位错相交割。交割的结果：增加了位错线的长度；导致带割阶的位错运动困难，从而成为后续位错运动的障碍．塞积：在切应力的作用下，位错源所产生的大量位错沿滑移面运动的过程中，若遇到障碍物（固定位错，杂质离子，晶界等）的阻碍，领先的位错在障碍前被阻止，后续的位错被堵塞，结果形成位错的平面塞积群，并在障碍物前端形成高度应力集中。应力集中大小!与塞积的位错数目ｎ成正比。位错数目ｎ是与引起塞积的障碍到位错源的距离成正比。孪生孪生：塑性变形的另一种基本方式。在切应力作用下晶体的一部分沿着特定晶面（孪生面）上的特定方向（孪生方向）相对于另一部分作均匀地切变。在金相显微镜下可以看到试样表面的孪晶痕。在切变区内，与孪生面平行的每一层原子的切变量与它距孪生面的距离成正比，并且不是原子间距的整数倍。这种切变不会改变晶体的点阵类型，但可使变形部分的位向发生变化，并与未变形部分的晶体以孪晶界为分界面构成了镜面对称的位相关系。通常把对称的两部分晶体称为孪晶，而将形成孪晶的过程称为孪生。