如图46所示,产生孪生变形部分的晶体位向发生了改变,它是以孪晶面为对称 面与未变形部分相互对称,这种对称的两部分晶体称为孪晶:发生变形的那部分 晶体称为孪晶带( twin band) 孪生和滑移不同,滑移时变形只局限于给定的滑移面上,滑移后滑移总量是 近邻原子间距的整数倍,滑移前后晶体的位向不变;孪生变形时各层原子平行于 孪晶面运动,在这部分晶体中,相邻原子间的相对位移只有一个原子间距的几分 之一,但许多层晶面累积起来的位移便可形成比原子间距大许多倍(不一定是整 数倍)的变形。另外,孪生变形所需的最小切应力比滑移的大得多,因此孪生变 形只在滑移很难进行的情况下才发生。面心立方结构的金属一般不发生孪生变 形,但少数金属如铜、金、银在极低温度下可能发生;体心立方结构的金属仅在 室温或受冲击时才发生;而滑移系较少的密排六方结构的金属如镁、锌、镉等 则比较容易发生孪生变形 孪生变形会在周围晶格中引起很大的畸变,因此产生的塑性变形量比滑移小 得多,一般不超过10%。但孪生变形引起晶体位向改变,因而能促进滑移发生。 8-3多晶体的塑性变形 工程上实际使用的金属材料绝大多数是多晶体。多晶体的塑性变形也是通过 滑移或孪生变形的方式进行的,但是在多晶体中,晶粒之间的晶界处原子排列不 规则,而且往往还有杂质原子处于其间,这使多晶体的变形更为复杂。 、多晶体塑性变形的特点 1.变形不均匀 1)各晶粒的变形先后不一。因为各晶粒位向不同,施加同一外力时,那些 受最大或接近最大分解切应力位向的晶粒处于“软位向”状态,而受最小或接近 最小分解切应力位向的晶粒处于“硬位向”状态。所以多晶体金属的塑性变形是 逐批发生的,软位向的晶粒先变形,硬位向的后变形 2)各晶粒的变形量有大有小; 3)即使在同一晶粒中,变形量亦不相同,晶粒中心变形量小,靠近晶界处 的变形量大 2.各晶粒间变形协调 多晶体中每个晶粒都处于其他晶粒包围之中,它的变形必然与其邻近的晶粒 相互协调配合,不然就难以进行变形,甚至不能保持晶粒之间的连续性,会造成 空隙而导致材料的破裂。 3.晶界对形变过程的阻碍作用 多晶体中,晶界抵抗塑性变形的能力较晶粒本身要大。这是由于晶界附近晶 格畸变程度大,加之常常聚集有杂质原子,处于髙能量状态,对滑移变形时位错 的移动起阻碍作用所致。晶界原子排列越紊乱,滑移抗力就越大。 、细晶强化 Chap8Chap8 第5页 如图 4.6 所示，产生孪生变形部分的晶体位向发生了改变，它是以孪晶面为对称 面与未变形部分相互对称，这种对称的两部分晶体称为孪晶；发生变形的那部分 晶体称为孪晶带（twin band）。 孪生和滑移不同，滑移时变形只局限于给定的滑移面上，滑移后滑移总量是 近邻原子间距的整数倍，滑移前后晶体的位向不变；孪生变形时各层原子平行于 孪晶面运动，在这部分晶体中，相邻原子间的相对位移只有一个原子间距的几分 之一，但许多层晶面累积起来的位移便可形成比原子间距大许多倍（不一定是整 数倍）的变形。另外，孪生变形所需的最小切应力比滑移的大得多，因此孪生变 形只在滑移很难进行的情况下才发生。面心立方结构的金属一般不发生孪生变 形，但少数金属如铜、金、银在极低温度下可能发生；体心立方结构的金属仅在 室温或受冲击时才发生；而滑移系较少的密排六方结构的金属如镁、锌、镉等， 则比较容易发生孪生变形。 孪生变形会在周围晶格中引起很大的畸变，因此产生的塑性变形量比滑移小 得多，一般不超过 10%。但孪生变形引起晶体位向改变，因而能促进滑移发生。 8-3 多晶体的塑性变形 工程上实际使用的金属材料绝大多数是多晶体。多晶体的塑性变形也是通过 滑移或孪生变形的方式进行的，但是在多晶体中，晶粒之间的晶界处原子排列不 规则，而且往往还有杂质原子处于其间，这使多晶体的变形更为复杂。 一、多晶体塑性变形的特点 1．变形不均匀 1）各晶粒的变形先后不一。因为各晶粒位向不同，施加同一外力时，那些 受最大或接近最大分解切应力位向的晶粒处于“软位向”状态，而受最小或接近 最小分解切应力位向的晶粒处于“硬位向”状态。所以多晶体金属的塑性变形是 逐批发生的，软位向的晶粒先变形，硬位向的后变形； 2）各晶粒的变形量有大有小； 3）即使在同一晶粒中，变形量亦不相同，晶粒中心变形量小，靠近晶界处 的变形量大。 2．各晶粒间变形协调 多晶体中每个晶粒都处于其他晶粒包围之中，它的变形必然与其邻近的晶粒 相互协调配合，不然就难以进行变形，甚至不能保持晶粒之间的连续性，会造成 空隙而导致材料的破裂。 3．晶界对形变过程的阻碍作用 多晶体中，晶界抵抗塑性变形的能力较晶粒本身要大。这是由于晶界附近晶 格畸变程度大，加之常常聚集有杂质原子，处于高能量状态，对滑移变形时位错 的移动起阻碍作用所致。晶界原子排列越紊乱，滑移抗力就越大。 二、细晶强化