null第六章 固体材料的变形与断裂第六章 固体材料的变形与断裂6.3 多晶体的塑性变形null实际工程上使用的材料绝大多数是多晶体。多晶体塑性变形和单晶体塑性变形既有相同之处，也有不同之处。相同之处是变形方式也是以滑移和孪生为主要方式。不同之处是多晶体的塑性变形受到晶界的阻碍和相邻不同位向晶粒的影响，使变形过程变的更加复杂。（1）多晶体的塑性变形过程（1）多晶体的塑性变形过程多晶体是由大小不一、位向不同的许多小晶粒构成，在外力作用下，处于有利位向的晶粒中的取向因子最大的滑移系优先开动，此时，有利位向晶粒周围位向不利的晶粒的各滑移系上的分切应力尚未达到临界值，所以还没有发生塑变，仅仅处于弹性变形状态。（1）多晶体的塑性变形过程（1）多晶体的塑性变形过程当有利位向晶粒发生塑变时，滑移面上位错源不断产生新位错，并且大量的位错沿着滑移面运动，由于周围晶粒的位向不同，滑移系的取向也不同，所以运动的位错不能越过晶界，将会在晶界处出现位错的平面塞积现象，产生塞积群。⊥⊥⊥⊥⊥⊥（1）多晶体的塑性变形过程（1）多晶体的塑性变形过程在位错塞积中心O点会产生应力集中，应力大小τ=nτa，由上可知，外加切应力τa越大，滑移面L越长，滑移面上塞积的位错数量n越多，产生的应力集中越严重。由上可知，外加切应力τa越大，滑移面L越长，滑移面上塞积的位错数量n越多，产生的应力集中越严重。（1）多晶体的塑性变形过程（1）多晶体的塑性变形过程当滑移面长度L较大，r较小时，应力集中可以达到很大的程度，随着外加载荷的增加，应力集中和外加应力迭加，将使相邻晶粒某滑移系上的分切应力达到临界值，滑移系开动，迫使相邻晶粒开始塑性变形。(2)多晶体塑性变形的特点(2)多晶体塑性变形的特点多晶体塑性变形具有以下特点：①各晶粒变形不等时因各晶粒的位向不同，导致各晶粒滑移系的取向因子大小有很大差别，临界分切应力差距很大结果处于有利位向的晶粒先变形，而处于不利位向的晶粒变形极小或者未变形。各晶粒的滑移时一批一批地进行。(2)多晶体塑性变形的特点(2)多晶体塑性变形的特点多晶体塑性变形具有以下特点：②塑性变形的协调性因多晶体的各晶粒都处于其它晶粒的包围中，所以任一晶粒的塑性变形必须与临近晶粒取得相互协调和配合，不然变形就难于连续进行。(2)多晶体塑性变形的特点(2)多晶体塑性变形的特点多晶体塑性变形具有以下特点：③塑性变形的不均匀性因各晶粒的位向不同，取向因子就不同，所以各晶粒的变形不均匀，有的产生较大的变形，有的可能只产生弹性变形。在同一个晶粒内部变形也是不均匀的，晶界处的变形量小于晶粒中部。(2)多晶体塑性变形的特点(2)多晶体塑性变形的特点多晶体塑性变形具有以下特点：④多晶变形的抗力比单晶大得多由于晶界阻滞效应及取向差效应，使多晶体的变形抗力比单晶体大，其中，取向差效应是多晶体加工硬化更主要的原因，一般说来，晶界阻滞效应只在变形早期较重要。（3）晶粒大小对塑性变形的影响（3）晶粒大小对塑性变形的影响①对室温机械性能的影响晶粒越细小，多晶金属材料的室温强度（σs，σb，σ-1）越高，同时塑性、韧性也越好工业通常采用减小晶粒尺寸，以提高材料的强度和塑性的处理方法，叫做细晶强化（3）晶粒大小对塑性变形的影响（3）晶粒大小对塑性变形的影响晶粒细小导致强度提高的原因由于晶粒越细小，多晶体中可供位错塞积的滑移面越短，滑移面上塞积的位错数量越少，由位错塞积引起的应力集中小而分散，迫使相邻晶粒位错源开动较为困难，所以
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现出强度提高。（3）晶粒大小对塑性变形的影响（3）晶粒大小对塑性变形的影响晶粒细小导致塑性提高的原因晶粒细小→晶粒数目增多，在相同外力作用下，处于有利位向的晶粒数目↗，使众多的晶粒参与滑移，滑移量分散在各晶粒中，应力集中小，这样的金属变形时引起开裂的机会小，直至开裂之前，能够获得较大的变形量，表现出塑性提高。（3）晶粒大小对塑性变形的影响（3）晶粒大小对塑性变形的影响晶粒细小导致韧性提高的原因细化晶粒，裂纹不易萌生，且晶界曲折更多，裂纹不易传播，断裂过程中吸收更多能量，体现出高韧性。（3）晶粒大小对塑性变形的影响（3）晶粒大小对塑性变形的影响②对高温机械性能的影响晶粒越细小，材料的高温强度会下降。高温下晶界在应力作用下会产生粘滞性流动，发生晶粒沿晶界的相对滑动；另外，还可能产生“扩散蠕变”，所以，细晶粒组织的高温强度反而较低。
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