北航物理冶金原理7-塑性變形與回復(fù)再結(jié)晶

1、New MaterialsProcessing Innovationss ss s ses sbd dStress, MPaMetallicCeramicStrain, %s ss s ses sbd dStress, MPa滑移滑移 Slip 孿晶孿晶 Twining 滑移滑移 Slip 滑移現(xiàn)象滑移現(xiàn)象滑移的本質(zhì)及滑移系滑移的本質(zhì)及滑移系滑移變形的特點滑移變形的特點 滑移滑移Slip Slip Steps on an Aluminum Single-Crystal Surface 滑移與滑移系滑移與滑移系 Slip and Slip Systems l滑移面滑移面 111：4個獨立的滑移面

2、個獨立的滑移面l滑移方向滑移方向：3個獨立滑移方向個獨立滑移方向/面面l滑移系數(shù)目：滑移系數(shù)目：4312個（單滑移方向多）個（單滑移方向多）l晶帶還有晶帶還有112及及123兩個晶面族！兩個晶面族！l112 12個個l12324個個l但每個滑移面上但每個滑移面上只有一個滑移方只有一個滑移方向向！l滑移面滑移面 110：6個獨立的滑移面?zhèn)€獨立的滑移面滑移方向滑移方向：2個獨立滑移方向個獨立滑移方向/面面滑移系數(shù)目：滑移系數(shù)目：6212個（滑移方向少）個（滑移方向少）l110每個每個面上有兩個滑面上有兩個滑移方向移方向l112 12個個l12324個個每個滑移面上只每個滑移面上只有一個滑移方有一個

3、滑移方向向！I: Single-Slip Stage加工硬化指數(shù)很低加工硬化指數(shù)很低II: Multi-Slip Stage加工硬化指數(shù)很高加工硬化指數(shù)很高III: Cross-Slip Stage (Dynamic Recovery Stage)加工硬化指數(shù)隨變形增加工硬化指數(shù)隨變形增加而降低加而降低FCC單晶塑性變形單晶塑性變形三階段的位錯機制三階段的位錯機制BCCTTcs晶界s晶內(nèi)sToC激光材料加工與表面工程實驗室激光材料加工與表面工程實驗室 Laboratory of Laser Materials Processing and Surface EngineeringBEIHANG

4、UNIVERSITYSubstitutional Solid SolutionInterstitial Solid Solution1、固溶體類型、固溶體類型2、原子尺寸差、原子尺寸差3、晶體結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)4、電化學(xué)性質(zhì)、電化學(xué)性質(zhì)5、元素固溶度、元素固溶度應(yīng)變應(yīng)力Particle Size (d)高層錯能高層錯能 中層錯能中層錯能 低層錯能低層錯能正常晶粒長大正常晶粒長大Normal Grain Growth:Driving Force: 相鄰晶粒內(nèi)能差相鄰晶粒內(nèi)能差 Strain Energy 高應(yīng)變晶?？s小消失、低應(yīng)變晶粒長大高應(yīng)變晶?？s小消失、低應(yīng)變晶粒長大 Grain Boundar

5、y Energy 小晶?？s小消失、大晶粒長大小晶?？s小消失、大晶粒長大表面自由能：表面自由能：表面曲率引起的晶粒內(nèi)部附加壓力表面曲率引起的晶粒內(nèi)部附加壓力2s2s sin(dq q/2) = D DP R dq q D DP = s s/R由于表面自由能的由于表面自由能的驅(qū)動：驅(qū)動：小晶粒小晶?？s小、大晶?？s小、大晶粒長大長大Cross Slip and Dynamic RecoveryCellular Dislocation Structurel 超塑變形機理：超塑變形機理： 無變形晶內(nèi)滑移無變形晶內(nèi)滑移 變形后仍保持等軸晶變形后仍保持等軸晶 晶粒轉(zhuǎn)動、晶界滑動晶粒轉(zhuǎn)動、晶界滑動l超塑變形的特點：超塑變形的特點：塑性很高，延伸率幾百到幾千塑性很高，延伸率幾百到幾千無彈性變形、無回彈、無彈性變形、無回彈、變形抗力很低、高精度、高光潔度變形抗力很低、高精度、高光潔度小噸位壓力機（氣漲成形）、