线缺陷.ppt
《线缺陷.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《线缺陷.ppt(38页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、2.3 线缺陷 (line defects ,dislocation ),位错模型的提出 背景 完整晶体塑性变形滑移的模型金属晶体的理论强度理论强度比实测强度高出几个数量级 晶体缺陷的设想 线缺陷(位错)的模型 以位错滑移模型计算出的晶体强度,与实测值基本相符。 应用 晶体的屈服强度、加工硬化、合金强化、相变强化、脆性断裂、蠕变 位错的来源与增殖,一、晶体的塑性和强度 二、位错的类型 三、位错的伯格斯矢量(Burgers vector)及位错的性质 四、位错的应力场与应变能 五、位错的运动 六、位错的反应,一、晶体的塑性和强度,(一)完整晶体的塑性变形方式 1.晶体在外力作用下的滑移 2.晶体
2、在外力作用下的孪生 (二)完整晶体的理论切变强度,(一)完整晶体的塑性变形方式,1.晶体在外力作用下的滑移(图) 滑移的定义:在外力作用下,一部分相对另一部分(晶面、晶向)的平移。 滑移的结果:塑性变形,表面形成台阶 滑移的可能性(滑移系统):在最密排晶面(称为滑移面)的最密排 晶向(称为滑移方向)上进行。 晶体滑移的临界分切应力(c) :开动晶体滑移系统所需的最小分切应力。 2.晶体在外力作用下的孪生 在外力作用下,晶体的一部分相对于另一部分,沿着一 定的晶面和晶向发生切变,切变之后,两部分晶体的位向 以切变面为镜面呈对称关系。,图2-6 外力作用下晶体滑移示意图(微观),1.晶体在外力作用
3、下的滑移(图),滑移的可能性(滑移系统): 在最密排晶面(称为滑移面)的最密排晶向(称为滑移方向)上进行。 晶体滑移的临界分切应力(c) : 开动晶体滑移系统所需的最小分切应力。,滑移的定义:在外力作用下,一部分相对另一部分(晶面、晶向)的平移。,滑移的结果:塑性变形,表面形成台阶。,图2-7 单晶试棒在拉伸应力作用下的变化(宏观),(a)变形前,(b)变形后,图2-8 面心立方晶体(111) 孪生示意图,(b)( )晶面:孪生过程中(111)晶面的移动情况,(a)孪生面、孪生方向的方位,2.晶体在外力作用下的孪生 在外力作用下,晶体的一部分相对于另一部分,沿着一定的晶面和晶向发生切变,切变之
4、后,两部分晶体的位向以切变面为镜面呈对称关系。,(二)完整晶体的理论切变强度,按照完整晶体滑移模型,使晶体滑移所需的临界切应力,即使整个滑移面的原子从一个平衡位置移动到另一个平衡位置时,克服能垒所需要的切应力,晶面间的滑移是滑移面上所有原子整体协同移动的结果,这样可以把晶体的相对滑移简化为两排原子间的滑移,晶体的理论切变强度m为: Gx/a=msin(2x/)=m2x/ 当x很小时,于是, m=G/(2a) 对于简单立方晶体,a=,则 m=G/(2),滑移机理,所施加的力必须足以使原子间的键断裂,才能产生滑移压力大小约为 E/15,F,二、位错的类型,晶体在不同的应力状态下,其滑移方式不同。根
5、据原子的滑移方向和位错线取向的几何特征不同,位错分为刃位错、螺位错和混合位错。,(一)刃位错,形成及定义(图2-11) : 晶体在大于屈服值的切应力作用下,以ABCD面为滑移面发生滑移。EF是晶体已滑移部分和未滑移部分的交线,犹如砍入晶体的一把刀的刀刃,即刃位错(或棱位错)。 几何特征:位错线与原子滑移方向相垂直;滑移面上部位错线周围原子受压应力作用,原子间距小于正常晶格间距;滑移面下部位错线周围原子受张应力作用,原子间距大于正常晶格间距。 分类:正刃位错, “” ;负刃位错, “T” 。符号中水平线代表滑移面,垂直线代表半个原子面。,图2-11 刃位错示意图,刃型位错示意图:(a)立体模型;
6、(b)平面图,晶体局部滑移造成的刃型位错,(二)螺位错,形成及定义(图2-12) : 晶体在外加切应力作用下,沿ABCD面滑移,图中EF线为已滑移区与未滑移区的分界处。由于位错线周围的一组原子面形成了一个连续的螺旋形坡面,故称为螺位错。 几何特征:位错线与原子滑移方向相平行;位错线周围原子的配置是螺旋状的。 分类:有左、右旋之分,分别以符号“”和“”表示。其中小圆点代表与该点垂直的位错,旋转箭头表示螺旋的旋转方向。它们之间符合左手、右手螺旋定则。,图2-12 螺位错形成示意图,(b),螺型位错示意图:(a)立体模型 ;(b)平面图,图 2-13,(b)螺位错滑移面两侧晶面上原子的滑移情况,(a
7、)与螺位错垂直的晶面的形状,螺型位错示意图,在外力作用下,两部分之间发生相对滑移,在晶体内部已滑移和未滑移部分的交线既不垂直也不平行滑移方向(伯氏矢量b),这样的位错称为混合位错。如图2-14所示。 位错线上任意一点,经矢量分解后,可分解为刃位错和螺位错分量。晶体中位错线的形状可以是任意的,但位错线上各点的伯氏矢量相同,只是各点的刃型、螺型分量不同而已。,(三)混合位错,图2-14,(a)混合位错的形成,(b)混合位错分解为刃位错和螺位错示意图,(c)混合位错线附近原子滑移透视图,三、位错的伯格斯矢量(Burgers vector) 及位错的性质,伯格斯矢量:晶体中有位错存在时,滑移面一侧质点
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 缺陷
链接地址:https://www.31doc.com/p-3364831.html