多晶体塑性变形

科技工作者之家  |   2020-11-17 17:33

多晶体中的每一个晶粒的塑性变形基本与单晶体类似,多晶体塑性形的方式仍然是滑移,塑性变形的机理是晶体中的位错在切应力的作用下,沿一定的晶面晶向发生滑动而实现金属的塑性变形。

简介生产中实际锻造的金属材料都是由大量晶粒组成的多晶体。多晶体的塑性变形,就其每个晶粒内部的变形而言,与单晶体的变形情形相似。但是,由于多晶体中每个晶粒的晶格排列位向不同,各晶粒之间交界处原子排列极不规则,晶粒变形既有晶内变形也有晶间变形,因此多晶体的塑性变形比单晶体的塑性变形复杂得多。

实质多晶体在发生塑性变形时,并不是所有的晶粒都同时进行滑移,而是随外力的作用,晶粒分期分批地进行滑移。实验证明,沿看外力P的45°方问上切应力τ最大, 如图所示。因此晶粒的晶格取向与最大切应力τmax方向一致时最容易产生滑移。而其他方向上取向的晶粒则随先滑移的晶粒产生转动变形后,其晶格位向与最大切应力方向趋向一致时,才能进一步产生滑移。 所以,多晶体塑性变形的主要方式为每个晶粒内部的滑移,同时伴随着各晶粒间的滑移和转动。

特性当滑移发展到晶粒边界时,由于晶界附近原子排列比较紊乱,且有杂质集中,必然受到阻碍。因此多晶体的塑性变形抗力比同种金属的单晶体高得多。相邻晶粒的位向差越大及晶界相对于晶粒体积所占的比例越大, 则对滑移产生的阻力越大。 这也是细晶粒的多晶体比粗晶粒强度高的原因之一。由于塑性变形时总的变形量是各晶粒滑移效果的总和,晶粒越细,单位体积内有利于滑移的晶粒数目则越多,变形可分散在越多的晶粒内进行,金属的塑性、韧性则越高。因此细晶粒的金属不仅强度较高,其塑性和韧性也优于粗晶粒金属。1

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学