第5章位错间的交互作用(加工硬化新)ppt课件.ppt

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1、第5章 位错间的交互作用-加工硬化,主要内容加工硬化现象的主要实验结果长程加工硬化理论短程加工硬化理论硬化第三阶段与加工软化,第一节加工硬化现象的主要实验结果,应力-应变曲线加工硬化分三个阶段 第阶段-易滑移阶段,第阶段-线性硬化阶段第阶段-抛物线或动态回复阶段,加工硬化理论概述 第阶段和第阶段的加工硬化理论比较统一。第阶段加工硬化理论分歧较大。第阶段（易滑移阶段）:只有单一的滑移系开动，应力水平低，同一个滑移面放出的位错的间隔大硬化来自单个位错间的长程应力场，所以硬化率很低第阶段（线形硬化阶段）：提出理论较多，但都会涉及如下的一种和多种机制：原滑移系中位错塞积产生的长程应力场导致另一滑移系（

2、次滑移系）开动，于是产生大量林位错，位错滑动和林位错交割，增加位错滑移的阻力林位错滑移使原来滑移系的源产生大量割阶，带割阶的位错运动阻力加由于次生滑移系开动和螺位错的交滑移产生越来越多L-G不动位错，阻碍位错运动，形成塞积群，增大变形的抗力由局部应力场引起硬化第阶段硬化（动态回复阶段）：应力足够大时，螺位错大量交滑移或塞积群前的障碍在高应力集中下被摧毁，从而使塞积位错群的高应力场得以松弛，结果硬化率下降；第阶段开始所需的应力随变形温度高而降低，是因为热激活有助交滑移,第二节 长程加工硬化理论 两大理论:长程加工硬化理论;短程加工硬化理论长程加工硬化理论主要思想 由Seeger提出。加工硬化主要

3、来自主滑移系统上平行位错间的交互作用，构成位错运动的障碍，造成位错塞积，既由长程内应力造成硬化长程内应力 其它位错对运动位错的作用力的范围约几百个原子间距,不受热激活过程 的影响.加工硬化第一阶段 只有单一的滑移系开动,阻力来自位错源放出的位错环对位错源的作用力.在切应力作用下位错源放出了n个为错环,如果增加应力,就产生新的为错环,同时增加了对位错源的反作用力,当反作用力等于外加应力增量时,位错源就停止动作了.,加工硬化第二阶段 位错运动的障碍:由于次生滑移系开动和螺位错的交滑移产生L-G不动 位错，阻碍位错运动，形成塞积群。L-G不动位错的密度随应变的增加不断增加，则位错的滑移距离随应变的增

4、加逐渐减小，即滑移线的长度随应变增加而变短。总结：Seeger理论可解释加工硬化速率和滑移线长度随应变的变化。不能解释为什么塞积群产生的长程内应力不会因塑性弛豫而消 失。实际上塞积的位错很少。电镜下没有看到明显的塞积群图象，观察到的一般是位错缠结和胞状组织,第三节 短程加工硬化理论短程加工硬化的主要理论 林位错硬化理论和割阶硬化理论林位错硬化理论 主滑移面上运动的位错于林位错交截产生硬化。林位错穿过主滑移面的位错。总结：理论简单，可解释硬化规律不能说明晶体存在易变形区（软区）和不易变形区（硬区）（位错结构的不均匀性,第四节 硬化第三阶段与加工软化加工软化与交滑移 变形第三阶段加工硬化率明显降低

5、位错发生交滑移的过程有关。位错通过交滑移离开原先滑移面继续滑移。位错的交滑移过程：主滑移面上（ABC面）有位错BC，分解为两个肖克莱位错：BCB+C+SF BC与其他滑移面（BCD面）上的位错BD交截，形成割阶，位错线方向沿BD，在交滑移面上分解为：BCB+C+SF C和C反应，生成梯杆位错：C+C 继而有反应：B B+；B+B 两个梯杆位错和 压在主滑移面和交滑移面上,使割阶在交滑移面上不可动当应力足够大时,交滑移面上的肖克莱位错C稍稍弓出,在应力和热激活下,B 和梯杆位错反应,生成可动的不全位错B:B+BB使割阶束集,产生滑动接点X,接点Y保持不动,随着接点X的移动,位错C和 B渐渐移出交

6、滑移面,开始了宏观的交滑移.,位错胞的形成 变形第三阶段,层错能交高的金属(Al、Ni、Fe、Nb）已能形成完善的位错胞 层错能很低的金属（不锈钢、黄铜），因不易交滑移，不能形成位错胞状结构。位错原来是不规则任意分布的，为什么变形到一定程度会形成胞状结构呢？形成胞状结构是一个能量降低的过程，可自发地趋于一个介稳定的平衡状态。,流变应力与位错胞尺寸的反比线性关系已在Cu、Al、Fe中得到证实。位错胞和亚晶都内有长程应力场，因此在变形第三阶段短程加工硬化理论起主要作用影响位错胞形成的主要因素是：变形量变形量大，易形成位错胞；材料的层错能层错能大，易形成位错胞；变形温度变形温度低，不易实现交滑移，硬化第三阶段推迟，难以形成位错胞。,