6.14纯金属的塑性变形与形变强化 1.位错交割 若晶体中含有多个滑移系统,则在两个相交滑移面上运动的位错必然会相 互交割。 按照Ⅰ×萨规则和相对运动的原理,下面分三种情况讨论交割后位错线的形 状变化: ①两个刃型位错的交割 对于柏氏矢量平行的两个刃型位错,交割后会产生一段台阶,如图6-6所 示,这种位于同一滑移面上的位错台阶称为弯折。这些弯折都会在线张力的作 用下自动消失,因为最终两条位错线仍然是直线。 B D A 图6-6两个柏氏矢量平行的刃型位错的交割 对于柏氏矢量垂直的两个刃型位错,根据l×v规则易知,交割后一个面上 的位错形状不变,另一个面上的位错上产生一段台阶。此处台阶却不会在的线 张力下消失,这种台阶称为割阶 ②刃型位错和螺型位错的交割 如图67所示,刃位错在滑移过程中切割螺位错,将在两个位错上分别形 成割阶PP和弯折QQ。在线张力的作用下QQ可能会自动消失
10 6.1.4 纯金属的塑性变形与形变强化 1. 位错交割 若晶体中含有多个滑移系统，则在两个相交滑移面上运动的位错必然会相 互交割。 按照 l v 规则和相对运动的原理，下面分三种情况讨论交割后位错线的形 状变化： ① 两个刃型位错的交割 对于柏氏矢量平行的两个刃型位错，交割后会产生一段台阶，如图 6-6 所 示，这种位于同一滑移面上的位错台阶称为弯折。这些弯折都会在线张力的作 用下自动消失，因为最终两条位错线仍然是直线。 图 6-6 两个柏氏矢量平行的刃型位错的交割 对于柏氏矢量垂直的两个刃型位错，根据 l v 规则易知，交割后一个面上 的位错形状不变，另一个面上的位错上产生一段台阶。此处台阶却不会在的线 张力下消失，这种台阶称为割阶。 ② 刃型位错和螺型位错的交割 如图 6-7 所示，刃位错在滑移过程中切割螺位错，将在两个位错上分别形 成割阶 PP 和弯折 QQ 。在线张力的作用下 QQ 可能会自动消失。 A B C D 1b 2 b A B C D 1b 2 b
图6-7刃型位错和螺型位错的交割 ③两个螺位错的交割 b,t Q 图6-8两个螺位错的交割 如图6-8所示,两个右旋螺位错相互交割,则在两个位错线上分别产生割 阶PP'和弯折OO′。OO′可以在线张力的作用下消失,使CD位错在交割后 恢复直线形状 螺位错上的刃型割阶是不能随原位错一起滑移的。常温下,螺型位错上的 刃型割阶会妨碍该位错继续滑移。 长度为一个原子间距的割阶称为基本割阶:长度大于一个原子长度的割阶 称为超割阶 超割阶又可按照长度分为以下三类 短割阶:长度为几个原子间距
11 图 6-7 刃型位错和螺型位错的交割 ③ 两个螺位错的交割 图 6-8 两个螺位错的交割 如图 6-8 所示，两个右旋螺位错相互交割，则在两个位错线上分别产生割 阶 PP 和弯折 QQ。QQ 可以在线张力的作用下消失，使 CD 位错在交割后 恢复直线形状。 螺位错上的刃型割阶是不能随原位错一起滑移的。常温下，螺型位错上的 刃型割阶会妨碍该位错继续滑移。 长度为一个原子间距的割阶称为基本割阶；长度大于一个原子长度的割阶 称为超割阶。 超割阶又可按照长度分为以下三类： • 短割阶：长度为几个原子间距；
长割阶:长度为几十个原子间距; 中割阶:长度介于短割阶和长割阶之 2.位错反应 由几个位错合成一个新的位错或由一个位错分解为几个新位错的过程,称 为位错反应 自发位错反应的条件有以下两点: ①几何条件: ∑b=∑b ②能量条件: ∑b2≥∑ 3.位错增殖 金属变形后会产生大量位错,这也是引起强化的一个原因 关于位错增殖的机制较多,现介绍两种如下: ① Frank-Read位错源 图6-9FR位错源机制 如图6-9所示,在外力τ的作用下,位错线BC在滑移面上运动。BC线两 端分别连有其他位错AB和CD。作用于位错线BC上的单位长度的力为t 则根据单元微弧的受力分析可写出平衡关系式为
12 • 长割阶：长度为几十个原子间距； • 中割阶：长度介于短割阶和长割阶之间。 2. 位错反应 由几个位错合成一个新的位错或由一个位错分解为几个新位错的过程，称 为位错反应。 自发位错反应的条件有以下两点： ① 几何条件： bi =bj ② 能量条件： 2 2 bi bj 3. 位错增殖 金属变形后会产生大量位错，这也是引起强化的一个原因。 关于位错增殖的机制较多，现介绍两种如下： ① Frank-Read 位错源 图 6-9 F-R 位错源机制 如图 6-9 所示，在外力 的作用下，位错线 BC 在滑移面上运动。BC 线两 端分别连有其他位错 AB 和 CD。作用于位错线 BC 上的单位长度的力为 b ， 则根据单元微弧的受力分析可写出平衡关系式为： d T T d/2 dl r b A B C D