第五章材料的变形 Material deformation ◆大多数工件在工作或加工过程中都要承受外力或负载的作 用。在外力作用下,材料会产生弹性变形,塑性变形,甚 至断裂。一般来说,金属材料具有良好的强度和塑性,但 耐腐蚀性较差;高分子材料具有重量轻、抗腐蚀等优点 但它们强度不高,还会发生老化现象;陶瓷材料有很高的 硬度,高的耐磨性和抗腐蚀性,但脆性大不易加工成形 ◆在力学性能上,不同的材料有不同的优势和劣势,在使用 和加工过程中只有充分了解其变形的特点和机理,才能有 效利用其优点,改善其不足
第五章 材料的变形 Material Deformation 大多数工件在工作或加工过程中都要承受外力或负载的作 用。在外力作用下，材料会产生弹性变形，塑性变形，甚 至断裂。一般来说，金属材料具有良好的强度和塑性，但 耐腐蚀性较差；高分子材料具有重量轻、抗腐蚀等优点， 但它们强度不高，还会发生老化现象；陶瓷材料有很高的 硬度，高的耐磨性和抗腐蚀性，但脆性大不易加工成形。 在力学性能上，不同的材料有不同的优势和劣势，在使用 和加工过程中只有充分了解其变形的特点和机理，才能有 效利用其优点，改善其不足
第一节金属的变形 Metal deformation 、单晶体的塑性变形 ◆滑移 将一个表面抛光的单晶体金属试样经适当的塑性变形后,在 金相显微镜下可以观察到,在抛光的表面上有许多平行的细线, 称为滑移带。 滑移带 滑移线 滑移带形成的示意图
第一节 金属的变形 Metal Deformation 一、单晶体的塑性变形 滑移 将一个表面抛光的单晶体金属试样经适当的塑性变形后，在 金相显微镜下可以观察到，在抛光的表面上有许多平行的细线， 称为滑移带。 滑移带 滑移线 滑移带形成的示意图
◆滑移系 在塑性变形中,单晶体表面的滑移线并不是任意排列的,它 们彼此之间或者相互平行,或者互成一定角度,表明金属中的滑 移只能沿一定的晶面和一定的晶向进行,这些晶向和晶面称为金 属的滑移方向和滑移面。 一般而言,一个滑移系由一个密排面和该面上的一个密排方 向组成。 如,FcC滑移系由{111}晶面族与该面上的<110>晶向族组成 Bc滑移系由(110}晶面族与该面上的<111>晶向族组成 [01 [1l (111) (110
滑移系 在塑性变形中，单晶体表面的滑移线并不是任意排列的，它 们彼此之间或者相互平行，或者互成一定角度，表明金属中的滑 移只能沿一定的晶面和一定的晶向进行，这些晶向和晶面称为金 属的滑移方向和滑移面。 一般而言，一个滑移系由一个密排面和该面上的一个密排方 向组成。 如，Fcc滑移系由{111}晶面族与该面上的<110>晶向族组成。 Bcc滑移系由｛110｝晶面族与该面上的<111>晶向族组成。 （111） [110] [011] [101] （110） [111] [111]
母◆滑移的临界分切应力 在金属晶体受外力作用时,不论外力的大小、方向与作用方 向如何都可以将其分解为垂直与某一滑移面的正应力与沿此晶面 的切应力。而滑移是在切应力作用下发生的,只有在滑移面上沿 滑移方向的分切应力达到某一临界值时,滑移才能发生。 公式 0 =O. cOSAcOSo
滑移的临界分切应力 在金属晶体受外力作用时，不论外力的大小、方向与作用方 向如何,都可以将其分解为垂直与某一滑移面的正应力与沿此晶面 的切应力。而滑移是在切应力作用下发生的，只有在滑移面上沿 滑移方向的分切应力达到某一临界值时，滑移才能发生。 公式： τ0 ＝σscosλcosφ
◆晶体在滑移时的转动 晶体的塑性变形是由于滑移面沿着滑移方向运动产生的,在滑 移的同时,晶体也会发生转变,从而使晶体的空间取向发生了变化。 如果晶体受拉伸产生滑移时,如果两端不受限制,在滑移过程中, 为使滑移面和滑移方向保持不变,晶体轴线就会发生偏移。但是, 拉伸时,在夹头的作用下,晶体轴线不能自由偏斜,这就迫使滑移 面发生转动,使位向发生了改变 「滑移方向S 滑移方向S
晶体在滑移时的转动 晶体的塑性变形是由于滑移面沿着滑移方向运动产生的，在滑 移的同时，晶体也会发生转变，从而使晶体的空间取向发生了变化。 如果晶体受拉伸产生滑移时，如果两端不受限制，在滑移过程中， 为使滑移面和滑移方向保持不变，晶体轴线就会发生偏移。但是， 拉伸时，在夹头的作用下，晶体轴线不能自由偏斜，这就迫使滑移 面发生转动，使位向发生了改变。 F F F F 滑移方向S 滑移方向S