金属学及热处置第6章.docx

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金属学及热处置第6章

第6章金属及合金的塑性变形与断裂

前言

1.铸态组织往往具有晶粒粗大且不均匀，组织不致密和成份偏析等缺点

2.金属材料进过冷轧，冷拉等塑性变形后，金属的强度显著提高而塑性下降，进过热轧，锻造等塑性变形后，强度提高尽管不明显，但塑性和韧性较铸态时有明显改善

第一节，金属的变形特性

1.金属在外力作用下的变形进程能够分为弹性变形，弹塑性变形，断裂3个持续的时期

2.低碳钢的变形进程的特点

当应力低于бe时，应力与式样的应变呈正比，应力去除，变形消失，式样处于弹性变形时期，弹性极限：

表示材料维持完全弹性变形时的最大应力

3塑性变形：

当应力超过бe时，应力与应变的直线关系破坏，并显现屈服平台或屈服齿，若是卸载，式样的变形只能部份恢复，而保留一部份残余变形

屈服极限：

规定产生0.2%残余变形的应力值

加工硬化，形变强化：

当应力超过бs后，式样发生明显而均匀的塑性变形，假设式样的应变增大，那么必需增大应力值，随着塑性变形的增大，塑性变形抗力不断增大的现象

抗拉强度：

材料对最大塑性变形的抗力

韧性：

材料对断裂的抗击能力

流变曲线：

把均匀塑性变形时期的真应力-真应变曲线称为流变曲线

加工硬化指数：

它表征金属在均匀变形时期的加工硬化能力，N越大，那么变形的加工硬化越显著，取决于材料的晶体结构和加工状态

金属弹性变形的实质;金属晶格在外力作用下产生弹性畸变

弹性模量，切变模量是表征金属材料对弹性变形的抗力，弹性模量相当于产生单位弹性变形所需的应力

刚度：

将构件产生弹性变形的难易程度称为构件的刚度

金属的弹性模量是一个对组织不灵敏的性能指标，他取决于原子间结合力的大小，其数值只与金属的本性，晶体结构，晶格常数有关

断面收缩率；在拉伸实验中，试样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。

强度指标——表示材料抗击塑性变形和破坏的能力，塑性指标――表示材料产生塑性变形的能力。

弹性变形和塑性变形的本质区别；弹性变形和塑性变形的本质区别在于在外力作用下点阵原子位移距离的大小：

弹性变形――位移小于一个原子间距；

塑性变形――位移超过一个原子间距。

塑性变形中包括了弹性变形。

金属材料的塑性变形方式有两种：

滑移和孪生，以滑移为主

第二节单晶体的塑性变形

滑移：

在切应力作用下，晶体的一部份相关于另一部份沿着必然的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）产生相对位移，且不破坏晶体内部原子排列规律性的塑变方式

滑移带――在金相显微镜下看到的平行或交叉的条纹（细线）。

滑移线（slipline）――在电子显微镜下看到的平行小台阶（更细的线），它们组成了滑移带

滑移系：

一个滑移面和该面上一个滑移方向的组和组成一个滑移系

金属晶体的滑移系越多，那么滑移时可供采纳的空间位相也越多，滑移就越容易进行，金属的塑性也越好

滑移面老是原子排列最密的晶面，滑移方向也是原子排列最密的晶向。

这是因为在晶体的原子密度最大的晶面上，原子间的结合力最强，而面与面之间的距离却最大，即密排面之间的原子间结合力最弱，滑移的阻力最小，因此最易于滑移，沿原子密度最大的晶向滑动时，阻力也最小

面心立方金属的密排面是{111},滑移面共有4个

，密排晶向，滑移方向<110>,

每一个滑移面上有3个滑移方向，因此共有12个滑移系

体心立方：

滑移面为{110},6个,滑移方向<111>,2个，因此12个

密排六方在室温的滑移面只有{0001},1个，滑移方向为<-1-120>,3个滑移面上有3个滑移系。

因此面心立方和体心立方的塑性比较好，而密排六方的塑性较差

临界分切应力τk；在滑移面上沿滑移方面开始滑移的最小分切应力。

使滑移系开动的最小分切应力，它的数值大小与金属的晶体结构，纯度，加工状态，实验温度和加载速度

φ－滑移面法线与拉伸轴的夹角，λ－滑移方向与拉伸轴的夹角

cosφcosλ－取向因子

取向因子大的方向称为软取向，取向因子小的方向称为硬取向。

σs随取向因子而变，取向因子越大，σs越小，当φ＝λ＝45°时，取向因子达到最大，σs最小,金属最容易开始滑移

晶体中的滑移系随晶体一块转动，拉伸时，开动滑移系转向与拉力轴平行的方向；紧缩时，滑移系转向与压力轴垂直的方向，不管哪一种转动，都会使开动滑移系的取向因子变小，极限情形下为零，结果使该滑移系的滑移难以进行下去。

在滑移进程中，不仅滑移面在转动，而且滑移方向也在旋转，即晶体的位相在不断发生改变，取向因子也比如随之而改变。

若是某一滑移系的取向处于软取向，那么拉伸时随着晶体取向的改变，滑移面的法向与外力轴的夹角愈来愈远离45°，从而使滑移愈来愈困难，这种现象称为几何硬化。

于此相反，经滑移和转动后，滑移面的法向与外力轴的夹角愈来愈接近45°，那么就愈来愈容易进行，这种现象称为几何软化

多滑移：

在两个或更多的滑移系上进行的滑移称为多滑移，多滑移产生的交叉带常呈交叉形

交滑移晶体在两个或多个不同滑移面上沿同一滑移方向进行的滑移

单滑移产生的加工硬化成效很小，由于晶体的转动发生多滑移，现在由于不同滑移系间的彼此交割，使加工硬化成效突然上升。

由于晶体取向的改变可能使两个或多个相交的滑移面沿一个滑移方向进行滑移，加工成效下降

单滑移――晶体中只有一个滑移系开动。

多滑移――两个或多个滑移系同时或交替开动，产生缘故有二：

多个滑移系上的分切应力同时达到临界分切应力，晶体转动所致。

交滑移――两个滑移系沿一个相同的滑移方向（即两个滑移面的交线方向）同时或交替开动。

产生缘故：

两个滑移系上的分切应力同时达到临界分切应力，滑移在滑移面上受阻所致。

滑移类型滑移带

单滑移平行直线

多滑移彼此交叉的直线

交滑移波纹线或弯曲的折线

孪晶：

在切应力作用下，晶体的一部份相关于另一部份沿必然的晶面和晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系

孪生也是金属塑性变形的一种形式，一样情形下，金属晶体优先以滑移的方式进行塑性变形，可是当滑移难以进行时，塑性变形就会以生成孪晶的方式进行，称为孪生

将形成孪晶的进程称为孪生，特点是变形以晶体整体切变的形式进行而不是沿滑移系发生相对位移

密排六方金属的孪生面{10-12},孪生方向<-1011>

体心立方{112}<111>

面心立方{111}<112>

两种变形方式的对照

多晶体的塑性变形

多晶体与单晶体的不同点：

各晶粒位向不同和存在晶界，多晶体塑性变形时除遵循上述单晶体塑性变形的规律外，还会受到晶粒位向和晶界的阻碍，有自己独特的规律。

多晶体变形的特点：

1.各晶粒变形的不同时性各晶粒变形不均匀2.各晶粒变形的彼此和谐性

多晶体中各晶粒位向不同，外力作历时在各晶粒中产生的取向因子也各不相同，通常取平均取向因子Ω来代替各晶粒的取向因子。

fcc:

Ω≈1/3,bcc:

Ω≈1/2,hcp:

Ω≈1/6σs＝τc/Ω

通过度析多晶体的塑性变形进程能够看出，一方面由于晶界的存在，使变形晶粒中的位错在晶界出受阻，使每一晶粒中的滑移带也都终止在晶界周围，另一方面，由于晶粒间存在着位相差，为了和谐变形，要求每一个晶粒必需进行多滑移，而多滑移时必需要发生位错的彼此交割。

这二者均提高金属材料的强度

显然，晶界越多，晶粒越细小，那么强化成效越显著。

用细化晶粒增加晶界提高材料的强度的方式称为细晶强化

晶界对变形的阻碍:

滑移、孪晶多终止于晶界,极少穿过

霍尔佩奇公式

已滑移小晶粒晶界周围的位错塞积造成较小的应力集中，那么需要较大的外加应力下才能使晶粒发生塑性变形，这确实是什么缘故晶粒越细，屈服强度越高的要紧缘故

细晶强化不但能够提高材料的强度，还能够改善材料的塑性和韧性。

晶粒越细，晶界越多，位错运动的阻力越大

这是因为，在相同外力作用下，细小晶粒的晶粒内部和晶界周围的应变相差很小，变形较均匀，相对来讲，因应力集中引发开裂的机遇也较小，这就有可能在断裂之前经受交大的变形量，因此能够取得交大的伸长率和断面收缩率。

由于细晶粒金属中的裂纹不易产生也不易扩展，因此在断裂进程中吸收了更多的能量，即表现出高韧性。

（晶粒越多，变形均匀性提高由应力集中致使的开裂机遇减少，可经受更大的变形量，表现出高塑性。

晶粒越细，塑韧性提高，细晶材料中，应力集中小，裂纹不易萌生；晶界多，裂纹不易传播，在断裂进程中可吸收较多能量,表现出高韧）

合金的塑性变形

固溶强化：

固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象

阻碍因素：

1溶质原子的类型；2溶质原子与溶剂原子的尺寸差；3溶质原子的浓度

溶质含量越多，溶剂与溶质原子半径差越大，价电子数差越大，强化成效越好。

间隙原子强化成效高于置换式溶质原子

固溶强化的缘故

1.固溶体中溶质与溶剂的原子半径差所引发的弹性畸变，与位错之间产生弹性交互作用，对滑移面上运动的位错有阻碍作用2.在位错线上的偏聚的溶质原子对位错的钉扎作用

柯式气团――溶质原子偏聚在位错线下方形成的溶质原子团。

这种交互作用将使位错变得更稳固，对位错有钉扎作用，要使位错滑动必需增加额外的力将位错从气团中拉出来，提高了金属的强度

柯氏气团的形成，减小晶格畸变，降低了溶质原子与位错的弹性交互作用，使位错处于较稳固的状态，减小了可动位错的数量，这确实是柯氏气团对位错的束缚或钉扎作用。

假设使位错线运动，离开开气团的钉扎，就需要较大的外力，从而增加了固溶体合金的塑性变形抗力

合金元素形成固溶体时其强化的规律

1.在固溶体的溶解范围内，合金元素的质量分数越多，那么强化成效越大

2.溶质原子与溶剂原子的尺寸相差越大，那么造成的晶格畸变越大，因此强化成效越大

3.形成间隙固溶体的溶质元素的强化作用大于形成置换郭荣涛的元素

4.溶质原子与溶剂原子的价电子数相差越大，那么强化作用越大

多相合金的塑性变形

第二相强化――在合金中加入细小的弥散散布的第二相粒子，使合金的强度取得提高的现象，也叫分散强化、弥散强化、沉淀强化。

由塑性较好的固溶体基体及其上散布的硬而脆的第二相所组成这种合金除了固溶强化外，还有第二相的存在引发的强化

组织：

基体＋第二相

性能：

（1）两相性能接近：

按强度分数相加计算。

（2）软基体＋硬第二相

第二相网状散布于晶界（二次渗碳体）

两相呈层片状散布（珠光体）

第二相呈颗粒状散布（三次渗碳体）

两种强化机制

1.位错绕过第二相粒子

这种第二相粒子是借助粉末冶金的方式加入基体而起强化作用的，这种强化方式称为弥散强化

2.位错切过第二相粒子

位错切过第二项粒子时必需作额外的功，消耗足够大的能量，从而提高合金的强度，这种强化方式称为沉淀强化

塑性变形对组织结构的阻碍

1.显微组织的转变

变形前晶粒一样为等轴状，塑性变形后，晶粒将沿变形方向被拉长，变成扁平状或长条状，变形量专门大时，晶界变的模糊不清，称为纤维状组织。

纤维组织：

当变形量专门大时，晶粒呈现出一片如纤维状的条纹

2亚结构的细化

形变亚结构的边界是晶格畸变区，堆积有大量的位错，而亚结构内部的晶格那么比较完整，这种亚结构称为胞状亚结构或形变胞

形变亚结构是在塑性变形进程中形成的，在切应力的作用下位错源所产生的大量位错沿滑移面运动时，将碰到各类阻碍位错运动的障碍物，如晶界，第二相颗粒及割阶，造成位错缠结。

金属中便显现了由高密度的缠结位错分隔开的位错密度较低的区域，形成形变亚结构

3形变织构

这种由于金属的塑性变形使晶粒具有择优取向的组织叫做形变织构

丝织构在拉拔时形成，其特点是各晶粒的某一晶向与拉拔方向平行或接近平行

板织构在轧制时形成的，其特点是各晶粒的某一晶面平行于轧制平面，而某一晶向平行于轧制方向

当显现织构时，多晶体金属就再也不表现为等向性而显示出各向异性

具有形变织构的多晶材料性能在必然程度上会呈现出单晶体的特点，即强烈的各向异性。

关于深冲用冷轧薄板，若是存在形变织构，那么板材各方向上塑性会显现各向异性，若是在长度和宽度方向塑性相差太大，深冲时会显现“制耳”现象

加工硬化：

随着变形程度的增加，金属的强度，硬度增加，而塑性，韧性下降。

缘故：

随着塑性变形的进行，位错密度不断增加，因此位错在运动时彼此交割加重，产生固定割阶，位错缠结等障碍，使位错运动的阻力增大，引发变形抗力的增加，因此提高了金属的强度

利：

强化金属的重要途径、提高材料利用平安性；材料加工成型的保证。

弊：

变形阻力提高，动力消耗增大；脆断危险性提高

关于热处置方式不能强化的材料来讲，用加工硬化的方式提高其强度就显的更重要，如塑性专门好而强度较低的铝，铜及某些不锈钢，在生产上往往制成冷拔棒材

物理、化学性能的阻碍

导电率、导磁率下降，比重、热导率下降；结构缺点增多，扩散加速；化学活性提高，侵蚀加速

残留应力

1.第一类内应力（宏观内应力），是由于金属工件或材料内部的不均匀变形所引发的

2.第二类内应力（微观内应力）他是由金属经冷塑性变形后由于晶粒或亚晶粒变形不均匀而引发的

3.第三类内应力（点阵畸变）塑性变形使金属内部产生大量的位错和空位，使点阵中的一部份原子偏离其平稳位置，造成点阵畸变

排除：

去应力退火

断裂：

是金属材料在外力的作用下丧失持续性的进程，他包括裂纹的萌生和裂纹的扩展2个大体进程

塑性断裂；又称为延性断裂，断裂前发生大量的宏观塑性变形，断裂时经受的工程应力大于材料的屈服强度。

在塑性和韧性好的金属中，通常以穿晶方式（裂纹穿过晶粒内部扩展）发生塑性断裂，在断口周围会观看到大量的塑性变形的痕迹如缩颈。

塑性断裂是微孔形成，扩大和连接的进程

微孔扩大和连接也是基体金属塑性变形的结果

持续的滑移变形也会致使塑性变形，当分切应力达到临界分切应力时，会发生滑移。

微孔可能在滑移带与异相颗粒相交汇处形成，并沿滑移面慢慢扩大并彼此连接

塑性断口形貌：

杯椎状断口，暗灰色显微状的底部断面及其边缘一圈剪切唇。

底部断面是微孔形成和聚集的地方，剪切唇与外加拉应力呈45°，说明发生了滑移

微观断口形貌是韧窝，韧窝是断裂进程中微孔分离的痕迹。

脆性断裂源于引发应力集中的微裂纹，并在金属以接近声速的速度扩展。

通常裂纹更易沿特定的晶面扩展，劈开，称为解理断裂，这些特定的断面是解离面

宏观断口：

平齐并垂直于外加拉应力。

微观断口形貌是河流花腔

沿晶脆性断裂的宏观断口呈细瓷状，较亮，也能够看到强烈反光的小刻面。

微观断口的形貌特点是冰糖状，每一个断裂晶粒表面清洁滑腻，棱角清楚，有很强的多面体感

阻碍断裂的大体因素

1.裂纹和应力状态的阻碍

2.温度的阻碍

3.其他因素的阻碍

6-10何谓断裂韧度，它在机械设计中有何功用？

答：

应力强度因子：

材料中不可幸免的存在裂纹，当含有裂纹的材料受外加应力σ作历时，裂纹尖端应力场的各应力分量中均有一个一起因子KI（KI=σ√πa，a为裂纹长度的一半），用KI表示裂纹尖端应力场的强弱，简称应力强度因子。

断裂韧度：

当外加应力达到临界值σc时，裂纹开始失稳扩展，引发断裂，相应地KI值增加到临界值Kc，那个临界应力场强度因子Kc称为材料的断裂韧度，能够通过实验测得。

平面应变断裂韧度：

对同一材料来讲，Kc取决于材料的厚度：

随着厚度的增加，Kc单调减小至一常数KIc，这时裂纹尖端区域处于平面应变状态，KIc称为平面应变断裂韧度。

在机械设计中的功用：

1、确信构件的平安性。

依照探伤测定构件中的缺点尺寸，在确信构件工作应力后，即可算出裂纹尖端应力强度因子KI。

与构件材料的KIc相较，若是KI＜KIc，那么构件平安，不然有脆断危险。

2、确信构件承载能力。

依照探伤测出构件中最大裂纹尺寸，通过实验测得材料的KIc，就可由σc=KIc/√πa计算出断裂应力，从而确信构件的平安承载能力。

3、确信临界裂纹尺寸。

假设已知材料KIc的和构件的实际工作应力，那么可依照ac=KIc2/πσc2求出临界裂纹尺寸。

若是探伤测定构件实际裂纹尺寸a＜2ac，那么构件平安，不然有脆断危险。

6-9何谓脆性断裂和塑性断裂，假设在材料中存在裂纹时，试述裂纹对脆性材料和塑性材料断裂进程的阻碍。

答：

塑性断裂：

又称为延性断裂，断裂前发生大量的宏观塑性变形，断裂时经受的工程应力大于材料的屈服强度。

脆性断裂：

又称为低应力断裂，断裂前极少有或没有宏观塑性变形，但在局部区域仍存在必然的微观塑性变形，断裂时经受的工程应力通常不超过材料的屈服强度，乃至低于按宏观强度理论确信的许用应力。

裂纹对材料断裂的阻碍：

当存在裂纹的材料受到外力作历时，会在裂纹尖端周围产生复杂的应力状态，并引发应力集中。

关于塑性材料，在外力作用下裂纹尖端区域的应力集中专门快会超过材料的屈服极限，形成塑性变形区，微孔很容易在此变形区形成、扩大，并与裂纹连接，使裂纹失稳扩展，致使材料发生断裂。

关于脆性材料，其塑性较差，在裂纹尖端区域显现析出质点的概率专门大，因此，一旦在裂纹尖端周围形成一个不大的塑性变形区后，此区的析出相质点周围就可能形成微孔并致使裂纹失稳扩展，直至断裂。

现在整个裂纹界面的平均应力σc仍低于σ0.2，也确实是说含裂纹的脆性材料往往表现出低应力断裂，但断裂源于微孔聚集方式，微观断口形貌仍具有韧窝特点。

6-8金属材料经塑性变形后什么缘故会保留残留内应力，研究这部份内应力有什么意义？

答：

残留内应力的形成缘故：

金属材料经塑性变形后，外力所做的功大部份转化为热能消耗掉，但尚有一小部份（约占总变形功的10%）保留在金属内部，形成残留内应力。

要紧分为以下三类：

1、宏观内应力（第一类内应力）：

它是由于金属材料各部份的不均匀变形引发的，是整个物体范围内处于平稳的力。

2、微观内应力（第二类内应力）：

它是由于晶粒或亚晶粒不均匀变形而引发的，是在晶粒或亚晶粒范围内处于平稳的力。

3、点阵畸变（第三类内应力）：

它是由于塑性变形使金属内部产生大量的位错和空位，使点阵中的一部份原子偏离其平稳位置，造成点阵畸变。

它是只在晶界、滑移面等周围不多的原子群范围内维持平稳的力。

研究这部份内应力的意义：

1、通常情形下，残留内应力的存在对金属材料的力学性能是有害的，它会致使材料的变形、开裂和产生应力侵蚀，降低材料的力学性能。

2、可是当工件表面残留一薄层压应力时，能够在服役时抵消一部份外加载荷，反而对利用寿命有利。

因此，研究这部份内应力能够降低其对金属材料的损害，乃至能够利用内应力来提高工件的利用寿命。

6-7试述金属经塑性变形后组织结构与性能之间的关系，说明加工硬化在机械零构件生产和服役进程中的重要意义。

答：

金属塑性变形后组织结构与性能之间的关系：

1、金属塑性变形后，晶粒形状发生转变，沿变形方向伸长，当变形量专门大时显现纤维组织，使金属的力学性能呈方向性。

2、金属塑性变形后，晶体中的亚结构取得细化，形成大量的胞状亚结构。

位错密度增加，位错彼此交割显现位错割阶和位错缠结现象，产生加工硬化，硬度、强度增加，塑性、韧性降低。

3、金属塑性变形后，当变形量专门大时，多晶体中原为任意取向的各个晶粒慢慢调整其取向而趋于彼此一致，产生形变织构。

金属性能表现为各向异性。

4、金属塑性变形后，晶体缺点增加，产生大量的空位。

空位增加，电阻率增大，导电性能和导热性能略为下降。

内能增加，化学性提高，耐侵蚀性能降低。

加工硬化在机械零件生产和服役进程中的重要意义：

加工硬化：

金属在塑性变形进程中，随着变形程度的增加，金属的硬度、强度增加，而塑性、韧性下降的现象。

又称形变强化。

缘故：

随着塑性变形的进行，位错密度不断增大，位错在运动时的彼此交割加重，产生位错割阶和位错缠结等障碍，使位错运动的阻力增大，造成晶体的塑性变形抗力增大。

在零件生产中的意义：

1、关于用热处置方式不能强化的材料来讲，能够用加工硬化方式提高其强度。

如塑性专门好而强度较低的铝、铜及某些不锈钢，在生产中往往制成冷拔棒材或冷轧板材利用。

2、加工硬化也是某些工件或半成品能够加工成型的重要因素。

例如钢丝冷拔进程中产生加工硬化保证其不被拉断。

在零件利用进程中的意义：

提高零件在利用进程中的平安性。

零件在利用进程中各个部位的受力是不均匀的，往往会在某些部位产生应力集中和过载现象，使该处产生塑性变形。

若是没有加工硬化，那么该处变形会愈来愈大直至断裂。

正是由于加工硬化的缘故，这种偶然过载部位的变形会因为强度的增加而自行停止，从而提高零件的平安性。

需要指出的是：

加工硬化现象也会给零件生产和利用带来一些不利因素

1、金属随着塑性变形程度的增加，塑性变形抗力不断增大，进一步的变形就必需增大设备功率，增加能源动力的消耗。

2、金属经加工硬化后，塑性大为降低，在利用进程中，若是继续变形容易致使开裂。

6-6滑移与孪生有何区别，试比较它们在塑性变形进程中的作用。

答：

滑移概念：

晶体在切应力作用下，晶体的一部份相关于另一部份沿某些晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）发生滑动的现象。

本质：

滑移并非是晶体的一部份相关于另一部份作整体的刚性移动，而是位错在切应力的作用下沿着滑移面上的滑移方向慢慢移动的结果。

孪生概念：

晶体在切应力作用下，晶体的一部份沿必然的晶面（孪生面）和必然的晶向（孪生方向）相关于另一部份晶体做均匀地切变；在切变区域内，与孪生面平行的的每层原子的切变量与它距离孪生面的距离成正比，而且不是原子间距的整数倍，这种切变可不能改变晶体的点阵类型，但可使变形部份晶体的位向发生转变，并与未变形部份的晶体以孪晶界为分界面组成镜面对称的位向关系。

通常把对称的两部份晶体称为孪晶，而将形成孪晶的进程称为孪生。

滑移在塑性变形进程中的作用：

在常温和低温下金属的塑性变形要紧通过滑移方式进行。

1、晶体中滑移系越多，那么可供滑移采纳的空间位向越多，塑性变形越容易进行。

当沿滑移面上滑移方向的分切应力达到临界分切应力时，滑移就可进行，而且位错只需一个很小的切应力就能够够实现运动。

2、在晶体发生滑移的同时，滑移面和滑移方向会发生转动，造成滑移系取向的转变，有可能使其他滑移系的分切应力达到临界值，产生多滑移现象，增进晶体的塑性变形。

孪生在塑性变形进程中的作用：

孪生对塑性变形的奉献比滑移要小。

1、孪生的临界分切应力要比滑移的临界分切应力大得多，只有在滑移很难进行的条件下，晶体才进行孪生变形。

2、可是，由于孪生后变形部份的晶体位向发生改变，可能会使原先处于不利取向的滑移系转变成新的有利取向，如此能够激发晶体的进一步塑性变形。

因此当金属中存在大量孪晶时，能够增进塑性变形。

6-5口杯采纳低碳钢板冷冲而成，若是钢板的晶粒大小很不均匀，那么冲压后常常发觉口杯底部显现裂纹，这是什么缘故？

答：

裂纹缘故：

1、低碳钢板冷冲时，各部份的塑性变形是不均匀的，在口杯局内在宏观内应力。

2、由于多晶体晶粒变形的不均匀性，加上原始晶粒大小不一，那么加倍增进了变形的不均匀性，由此产生较大的第二类内应力。

3、因此，冲压后口杯底部显现裂纹的缘故是由钢板不均匀变形产生的宏观内应力和晶粒变形不均匀造成的内应力相叠加，超过了钢板的断裂强度，显现裂纹。

6-4试用多晶体的塑性变形进程说明金属晶粒越细强度越高、塑性越好的缘故？

答：

多晶体的塑性变形进程：

1、多晶体中由于各晶粒的位向不同，那么各滑移系的取向也不同，因此在外加拉伸力的作用下，各滑移系上的分切应力也不相同。

由此可见，多晶体中各个晶粒并非是同时发生塑性变形，只有那些取向最有利的晶粒随着外力的增加最先发生塑性变形。

2、晶粒发生塑性变形就意味着滑移面上的位错源已开启，位错将会源源不断地沿着滑移面上的滑移方向运动。

可是，由于相邻晶粒的位向不同，滑移系的取向也不同，因此运动着的位错不能够越过晶界，滑移不能进展到相邻晶粒中，于是位错在晶界处受阻，形成位错的平面塞积群。

3、位错平面塞积群在其前沿周围造成专门