《材料科学基础》课程PPT教学课件（讲稿）第八章 塑性变形 第二节 单晶体的塑性变形

第二节单晶体的塑性变形 滑移现象 表面抛光的单晶体,变形后在光学显微镜下观察 抛光表面有许多平行线条一一滑移带; 在电子显微镜下观察: 每条滑移带由更细的滑移线群组成。 滑移面 滑移方向 晶体外表面的滑移痕迹 示意图 12 滑移带(铜)500

第二节 单晶体的塑性变形 一、滑移现象 表面抛光的单晶体，变形后在光学显微镜下观察： 抛光表面有许多平行线条——滑移带； 在电子显微镜下观察： 每条滑移带由更细的滑移线群组成。 晶体外表面的滑移痕迹 示意图 12× 滑移带（铜） 500×

滑移带和滑移线 ~1000原子间距 滑移带 +-100原子间距 10000原子间距 滑栘线 滑移带和滑移线的结构示意图

滑移带和滑移线 滑移带和滑移线的结构示意图

滑移线的实质: 晶体的一部分相对于另一部分沿着晶面发生平 移滑动后,在晶体表面留下的合阶。 证据: X射线衍射分析表明,变形后晶体结构类型并 未改变,滑移线两侧的晶体取向也未改变。 而且,晶体滑移是不均匀的,滑移集中在某些 晶面上,而相邻两条滑移线之间的晶体并未滑移

滑移线的实质： 晶体的一部分相对于另一部分沿着晶面发生平 移滑动后，在晶体表面留下的台阶。 证据： X射线衍射分析表明，变形后晶体结构类型并 未改变，滑移线两侧的晶体取向也未改变。 而且，晶体滑移是不均匀的，滑移集中在某些 晶面上，而相邻两条滑移线之间的晶体并未滑移

工、滑移系 滑移系:一个滑移面和该面上的一个滑移方 向组成一个滑移系。 滑移面:通常是原子排列最密集的晶面。 (:相邻晶面的面间距最大,结合力弱) 滑移方向:也是原子排列最密集的晶向。 (原子间距最小,滑移距离最短,阻力最小) 在其他条件相同时,滑移系越多,滑移过程 可能采取的空间取向越多,塑性越好

二、滑移系 滑移系：一个滑移面和该面上的一个滑移方 向组成 一个滑移系。 滑移面：通常是原子排列最密集的晶面。 (∵相邻晶面的面间距最大，结合力弱） 滑移方向：也是原子排列最密集的晶向。 (∵原子间距最小，滑移距离最短，阻力最小)。 在其他条件相同时，滑移系越多，滑移过程 可能采取的空间取向越多，塑性越好

典型金属的滑移系 FCC:{I}晶面,晶向,共4×3=12个; BcC:{10}晶面,晶向,共6×2=12个 HCP:{000}晶面,晶向,共×3=3个; 金属三种常见晶格的滑移系 晶格 体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格 滑 移10}×6 111×4 0001}×1 面 滑 移(11)2×2 (110)×3 110)×3 方 向 滑移系 6×2=12 4×3=12 l×3=3

典型金属的滑移系 F.C.C：{111}晶面，晶向，共4×3=12个； B.C.C：{110}晶面，晶向，共6×2=12个； H.C.P：{0001}晶面，晶向，共1×3=3个； 金属三种常见晶格的滑移系

表6-1常见金属的滑移系 金属 晶体结构 滑移面 滑移方向 滑移系数目 Cu, Al, ni, Ag, Au 面心立方 11 〈110〉 a-Fe, W, Mo {110} Fe, w 体心立方 {121 〈111〉 a -Fe, K {231} 24 Cd, Zn, Mg, a-Ti, Be {000} Ti,Mg,∠r 密排六方 {1010 〈1210〉 Ti, Mg {1011}

001 010 [10 111 (110) 111 y10 [00 [0l1l [11 (231),11l (121) 11201 (0001) ※m20 2l0 图6-5三种晶体点阵的滑移系 (a)面心立方金属;(b),(c),(d)体心立方金属;(e)密排六方金属

滑移系与金属塑性的关系:滑移系数目 越多,金属塑性越好。滑移方向的作用要比 滑移面的作用大。 体心立方虽有48个滑移系,但滑移方向 数少,且滑移面的密排程度也较低。 面心立方金属的塑性最好,密排六方金 属的塑性最差

滑移系与金属塑性的关系：滑移系数目 越多，金属塑性越好。滑移方向的作用要比 滑移面的作用大。 体心立方虽有48个滑移系，但滑移方向 数少，且滑移面的密排程度也较低。 ∴面心立方金属的塑性最好，密排六方金 属的塑性最差

例题 【例题6.2.1】[1]和[112]均位于fc铝的(111)平面上。因此(11)01]与 (111)[112的滑移是可能的 (1)画出(111)平面并指出单位滑移矢量[01]和[112]。 (2)比较具有此二滑移矢量的位错线的能量。 解(1)如图6-6所示。 b1z=[12 bo1=a[01i] 由于W∞Gb2,且二滑移矢量位于相同的滑移平面,因此,G相同。 0l1 b 6a/2 W 1 故 W 可知滑移较易在(111011滑移系发生。 01方向上原子间 距较(112)方向小。 图6-6面心立方晶体的(1 面及[011],[112]方向

例题 [011]方向上原子间 距较（112）方向小

滑移在切应力作用下发生 在正应力作用下的变形 在切应力作用下的变形 正应力:晶格先产生弹性变形,随后被拉断; 切应力:晶格先产生剪切弹性变形,当切应力超 过剪切强度时,晶面两侧的晶体发生相对滑移, 在新位置上重新处于稳定状态

三、滑移在切应力作用下发生  正应力：晶格先产生弹性变形，随后被拉断；  切应力：晶格先产生剪切弹性变形，当切应力超 过剪切强度时，晶面两侧的晶体发生相对滑移， 在新位置上重新处于稳定状态。 在正应力作用下的变形 在切应力作用下的变形