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當(dāng)作用在材料上應(yīng)力超過(guò)彈性極限,，也就是超過(guò)屈服點(diǎn)時(shí),，就會(huì)發(fā)生塑性變形,。由此產(chǎn)生的塑性變形是永久的,，不能通過(guò)簡(jiǎn)單消除引起變形的應(yīng)力來(lái)恢復(fù),。應(yīng)用于材料屈服的能量消耗主要用于產(chǎn)生材料的位錯(cuò)滑移和/或?qū)\生,。這里需要注意一點(diǎn),，材料的位錯(cuò)滑移和孿生有時(shí)候同時(shí)進(jìn)行,，在材料加工的情況下，重要的是要理解所涉及的塑性變形,。 * p! l- u7 S% I5 B- r
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兩個(gè)主要塑性變形機(jī)制,，即滑移和孿生�,；剖墙饘偎苄宰冃蔚闹饕獧C(jī)制,。它包括沿一定的晶面滑移，稱為滑移面,。它類(lèi)似于一副牌,，當(dāng)一張牌從一端被推動(dòng)時(shí)。當(dāng)剪切應(yīng)力超過(guò)臨界值時(shí)就會(huì)發(fā)生滑移,。
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$ t' ?/ I5 R, y/ w1 E5 K刃型位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) 以滑移的方式發(fā)生塑性變形,，通常沿著緊密堆積的晶格平面上進(jìn)行，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的能量需求被最小化,。晶體內(nèi)部的滑移一直進(jìn)行到位錯(cuò)線到達(dá)晶體的末端,，從而產(chǎn)生一個(gè)可見(jiàn)的臺(tái)階，稱為滑移帶,�,；瑒�(dòng)是漸進(jìn)的，一步一步地進(jìn)行,，這樣晶體結(jié)構(gòu)一直保持不變,。對(duì)于大多數(shù)金屬，密排面是（111）,；因此,，滑移帶通常發(fā)生在應(yīng)力軸線45度方向。一般滑移面是原子密度最大的平面,，滑移方向是滑移面內(nèi)的密排方向,。
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在孿生的情況下，晶格結(jié)構(gòu)確實(shí)發(fā)生了變化,。孿生是一種扭曲的晶格在孿晶界創(chuàng)建鏡像的晶體結(jié)構(gòu),。在孿生過(guò)程中,，原子只移動(dòng)了原子間距的一小部分；由于許多原子的同時(shí)翻轉(zhuǎn),，晶格中的宏觀變化可以觀察到,，有時(shí)甚至可以聽(tīng)到！
9 d( R1 G# e- _$ _& j 發(fā)生孿生的部分晶體是母晶體的鏡像,，對(duì)稱平面稱為孿晶界,，孿生變形的重要作用在于它使平面方向的變化，可以使滑移進(jìn)一步進(jìn)行,。 x- ^6 ^. w5 U8 i% Y( Y
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金屬?gòu)?qiáng)化機(jī)理,，對(duì)于單相金屬：晶粒細(xì)化、固溶合金化,、應(yīng)變硬化,。多相金屬材料：沉淀硬化、彌散硬化,、纖維加固,、馬氏體強(qiáng)化。 應(yīng)變硬化或加工硬化：在韌性金屬越來(lái)越困難時(shí),，塑性變形稱為應(yīng)變硬化或加工硬化,。應(yīng)變硬化強(qiáng)度可以通過(guò)應(yīng)變硬化指數(shù)定義，它是一個(gè)提高金屬應(yīng)變硬化能力的方法,。對(duì)于一定量的塑性應(yīng)變,，n值越高，應(yīng)變硬化就越大,。升高的溫度降低了應(yīng)變硬化的速率,，因此通常在低于材料熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行處理。因此,，這種加工方法也稱為冷加工,。
3 ~+ t" @# f* K6 R 應(yīng)變硬化材料的結(jié)果是提高了強(qiáng)度和硬度，但材料的延展性會(huì)降低,。在制造過(guò)程中應(yīng)變硬化主要用于提高金屬的機(jī)械性能,。除了機(jī)械性能外，材料的物理性能在冷加工過(guò)程中也會(huì)發(fā)生變化,。通常有輕微的密度下降,，導(dǎo)電率明顯下降，熱膨脹系數(shù)小,，化學(xué)反應(yīng)性增加（耐腐蝕性降低）,。 固溶強(qiáng)化：雜質(zhì)原子在單相材料中產(chǎn)生晶格應(yīng)變，可以釘扎位錯(cuò),。這種強(qiáng)化的有效性取決于兩個(gè)因素：溶質(zhì)的體積差和體積分?jǐn)?shù),。 溶質(zhì)原子以多種方式與位錯(cuò)相互作用：彈性交互作用、模量交互作用,、堆垛層錯(cuò)交互作用,、電子交互作用、短程有序交互作用,、長(zhǎng)程有序交互作用,。彈性，模量,，和長(zhǎng)程有序相互作用是長(zhǎng)程的,，對(duì)溫度比較敏感，一直持續(xù)到0.6Tm,。 + z% _6 A" V2 D2 M/ u9 m
彌散強(qiáng)化：在彌散強(qiáng)化中,，硬質(zhì)顆粒與基體粉末混合，用粉末冶金技術(shù)進(jìn)行固結(jié)和加工,。第二階段在基體中的溶解性很小,，即使在高溫下也是如此。位錯(cuò)通過(guò)嵌入外來(lái)粒子的基體運(yùn)動(dòng),，既可以穿過(guò)粒子,，也可以繞著粒子彎曲。對(duì)于小的顆粒來(lái)說(shuō)切割粒子是比較容易的,，這些小的粒子可以被看作是固溶原子,。有效強(qiáng)化是在彎曲過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的。 3 j$ E1 o+ \! [ W7 g
纖維強(qiáng)化：第二相材料也可以以纖維的形式引入基體并使基體獲得強(qiáng)化,。前提是作為纖維的引入物必須具有高強(qiáng)度和/或高的比強(qiáng)度,。纖維通常具有高強(qiáng)度和高模量，而基體必須具有韌性以及與纖維之間的非反應(yīng)性,。纖維可以長(zhǎng)的連續(xù)的也可以是不連,、聚合物。纖維增強(qiáng)材料是一類(lèi)重要的復(fù)合材料,。 7 o% u! _: r$ C, U7 A o+ [2 r
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超塑性：超塑性是變形晶體固體材料在張力作用下產(chǎn)生巨大的應(yīng)變,，有時(shí)甚至超過(guò)1000%。這種現(xiàn)象得益于材料抵抗局部變形的能力,，就像熱玻璃一樣,。材料的超塑性能，可用于形成的形狀非常接近最終尺寸的復(fù)雜構(gòu)件,。
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發(fā)表于 2017-7-6 17:04:27
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