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鋁型材塑性變形機理
大多數(shù)鋁型材都屬于多晶體,晶粒之間存在晶界,而晶粒內(nèi)部還存在著亞晶粒和相界;因此在鍛造過程中,多晶體材料的塑性變形機理較單晶體塑性變形復雜;而且在鍛造中產(chǎn)生的現(xiàn)象也較單晶體復雜;
單晶體受力后,外力在任何晶面上都可分解為正應力和切應力;正應力只能引起晶體的彈性變形及解理斷裂,只有在切應力的作用下鋁型材晶體才能產(chǎn)生塑性變形;對于多晶體,同樣是只有在切應力的作用下鋁型材晶體才能產(chǎn)生塑性變形;
由于多晶體由不同晶粒取向的晶粒構(gòu)成,不同晶粒之間存在著晶界,因此多晶體塑性變形主要包括晶粒內(nèi)部變形和晶界變形;其中多晶體的晶內(nèi)變形與單晶體的晶內(nèi)變形機理是一致的;晶體晶內(nèi)變形的主要方式是滑移和孿生;滑移是指晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對于另一部分發(fā)生滑動位移的現(xiàn)象;
孿生使晶格位向發(fā)生改變,其變形所需切應力比滑移大得多,變形速度極快,接近聲速;孿生時相鄰原子面的相對位移量小于一個原子間距;晶間變形主要是晶粒之間相互滑動和轉(zhuǎn)動;當晶粒受外力p作用下變形時,沿晶粒邊界可能產(chǎn)生切應力,當切應力足以克服晶粒之間相對滑動的阻力時,便發(fā)生了滑動;此外,當相鄰兩個晶粒之間產(chǎn)生力偶時,就會造成晶粒之間的相互轉(zhuǎn)動;
多晶體中首先發(fā)生滑移的是滑移系與外力夾角等于或接近于45°的晶粒;當塞積位錯前端的應力達到一定程度時,加上相鄰晶粒的轉(zhuǎn)動,使相鄰晶粒中原來處于不利位向滑移系上的位錯移動,從而使滑移由一批晶粒傳遞到另一批晶粒;當有大量晶粒發(fā)生滑移時,鋁型材便顯示出明顯的塑性變形;
在冷變形中,多晶體的塑性變形主要是晶內(nèi)變形,晶間變形只起次要作用,而且還需要其他協(xié)調(diào)機制;當晶界發(fā)生變形時,容易引起鋁型材晶界結(jié)構(gòu)的破壞和顯微裂紋的產(chǎn)生;
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