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材料科学基础西交版市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx
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1、材材 料料 科科 学学 基基 础础材料与化工学院材料与化工学院第1页一、施密特定律一、施密特定律二、单滑移、多滑移和交滑移二、单滑移、多滑移和交滑移8.4 8.4 单晶体塑性变形单晶体塑性变形第2页一、施密特定律一、施密特定律F F在那个在那个滑移系滑移系上上分切应力分切应力存在一存在一临临界值界值.一旦到达临界值一旦到达临界值(最大最大),那个滑移系那个滑移系普通首先开始动作。普通首先开始动作。第3页一、施密特定律一、施密特定律滑移面滑移面面积面积 S=A/cos S=A/cos外力在外力在滑移方向滑移方向S S上上分力分力为为 F=Fcos F=Fcos 滑移方向滑移方向上分切应力:上分切
2、应力:=F/S =F/S =Fcos/(A/cos)=Fcos/(A/cos)=F/A(coscos)=F/A(coscos)=coscos =coscos当当=s s时,时,晶体产生屈服,塑性变形开始。晶体产生屈服,塑性变形开始。c c=s scoscoscoscos 此式即为滑移此式即为滑移临界分切应力定律临界分切应力定律。coscos coscos为取向为取向(施密特施密特)因子因子()FF()第4页一、施密特定律一、施密特定律 c c=s scoscoscoscos对一定材料来说对一定材料来说,c c只与晶体结构、滑移系类型、形变只与晶体结构、滑移系类型、形变温度等相关,而与取向因子无
3、关。温度等相关,而与取向因子无关。施密特施密特(Schmid(Schmid,E E)试验试验:右图为右图为s s=c c/(coscos)/(coscos)图中实线为计算值,图中实线为计算值,试验测量值由试验测量值由“。”表示。表示。s s与与二者乘积为二者乘积为常数常数,表明在一定条件下,表明在一定条件下,临界分切应力确为临界分切应力确为常数常数。第5页一、施密特定律一、施密特定律 c c=s scoscoscoscos值越大,值越大,s s越小,越有利于滑移。越小,越有利于滑移。当当滑滑移移面面法法线线方方向向、滑滑移移方方向向与与外外力力轴轴三三者者共共处一个平面,处一个平面,则则=45
4、=45时时,coscos=1/2coscos=1/2,此此取取向向最最有有利利于于滑滑移移,即即以以最最小小拉拉应应力力就就能能到到达达滑滑移移所所需需分切应力,称此分切应力,称此取向为软取向取向为软取向。当当外外力力与与滑滑移移面面平平行行或或垂垂直直时时(=90=90或或=0=0),则则s s,晶晶体体无无法法滑滑移移,称称此此取向为硬取向取向为硬取向。对对s s影响在密排六方结构中最为显著。影响在密排六方结构中最为显著。也适合用于面心立方金属也适合用于面心立方金属.第6页二、单滑移、多滑移和交滑移二、单滑移、多滑移和交滑移1.1.单滑移单滑移只有一个滑移系统上分切应力最大并只有一个滑移系
5、统上分切应力最大并到达了临界分切应力到达了临界分切应力,这时发生了单这时发生了单滑移。滑移。一组平行滑移线一组平行滑移线第7页2 2多系滑移多系滑移(1)(1)当两个以上滑移系,当两个以上滑移系,其上分切应力同时满足其上分切应力同时满足c c条件,条件,而使各自滑移面上位错同时开启,而使各自滑移面上位错同时开启,这种现象称为多系滑移。这种现象称为多系滑移。(2)(2)分析:分析:多滑移易形成割阶或扭折,多滑移易形成割阶或扭折,使滑移困难。使滑移困难。二、单滑移、多滑移和交滑移二、单滑移、多滑移和交滑移第8页3 3交滑移交滑移(1)(1)螺位错滑移面有没有限多个,螺位错滑移面有没有限多个,在某一
6、滑移面上运动受阻时,在某一滑移面上运动受阻时,能够离开这个面,能够离开这个面,沿另一个晶面继续滑移,沿另一个晶面继续滑移,且滑移方向不变。且滑移方向不变。(3)(3)其滑移线特点是折线。其滑移线特点是折线。二、单滑移、多滑移和交滑移二、单滑移、多滑移和交滑移第9页一、晶界和晶体位向对塑性变形影响一、晶界和晶体位向对塑性变形影响二、晶粒大小对材料强度与塑性影响二、晶粒大小对材料强度与塑性影响8.5 8.5 多晶体塑性变形多晶体塑性变形第10页晶界对晶粒变形含有晶界对晶粒变形含有妨碍妨碍作用。作用。晶体位向晶体位向在各晶粒变形过程中含有相互在各晶粒变形过程中含有相互制约和协调性制约和协调性。一、晶
7、界和晶体位向对塑性变形影响一、晶界和晶体位向对塑性变形影响第11页Hall-PetchHall-Petch公式公式:二、晶粒大小对材料强度与塑性影响二、晶粒大小对材料强度与塑性影响晶粒越细,材料强度越高。晶粒越细,材料强度越高。第12页8.6 8.6 纯金属变形强化纯金属变形强化(自学自学)位错交割、反应、增殖位错交割、反应、增殖第13页8.7 8.7 合金变形与强化合金变形与强化补充补充合金分类:合金分类:单相固溶体合金单相固溶体合金 多相合金多相合金 合金塑性变形:合金塑性变形:单相固溶体合金塑性变形单相固溶体合金塑性变形 多相合金塑性变形多相合金塑性变形第14页8.7 8.7 合金变形与
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