金属与合金的塑性变形机制与强化措施研究

# 金属与合金的塑性变形
- 晶体塑性变形
  - 滑移
    - 多发生在
      - 面心立方晶体
      - 体心立方晶体
      - 六方密堆积晶体
    - 滑移系统
      - 滑移方向
        - 特点
          - 外力作用下
          - 塑性形变
          - 临界分切应力 τ_c
          - 伴随着晶体的转动
        - λ = 45° 或 90° 时更易滑移
      - 滑移面
        - cos λ, cos φ 为施密特因子
  - 滑移与转动
    - 滑移
      - 晶体在外力作用下的相对滑动
    - 转动
      - 晶体在剪切力作用下的转动
  - 临界分切应力 τ_c
    - 公式
      - τ_c = R_c L cos λ cos φ
      - R_e = τ_c / (cos λ cos φ)
      - R_e = 2 τ_c / (sin 2λ / cos φ)
- 位错增殖
  - 弗兰克-瑞德源增殖机制
    - 位错的交割与割阶（攀移与交割）
    - 交割
      - 多条滑移线相交，长度增加，外力增加
    - 攀移
      - 位错线移动
      - 解决位错强度升高的原因（在晶体中原子的移动）
- 变形多晶塑性变形
  - 外力导致位错运动，产生塑性变形
  - 变形的不同机制
    - 滑移
    - 孪晶
    - 相变
- 细晶强化（晶界强化）
  - 定义
    - 晶粒尺寸越小，强度越高，塑性韧性越大（Hall-Petch关系）
      - σ = σ_0 + K_d d^{-1/2}
  - 原因
    - 强度高 → 晶界阻碍位错运动
    - 塑性 → 晶界与晶内差异，均匀变形
  - 机制
    - 晶界阻碍位错运动
    - 晶粒细化
    - 热处理细化晶粒
- 合金强化
  - 两相性能相近
  - 两相性能差异大
    - P相
      - 层片状
      - 塑性强化
    - 过共析钢
      - 网状
      - 强度先升后降
    - 粒状第二相强化
      - 碳化物强化
      - 渗碳体
- 固溶强化
  - 单相合金
  - 多相合金
  - 强度提升机制
- 形变强化（加工硬化）
  - 通过形变增加材料强度
  - 塑变对组织和性能的影响
    - 对组织的影响
      - 细化组织
        - 塑变细化晶粒，提高材料强度
      - 亚晶粒细化
        - 塑变促进亚晶粒的形成
      - 织构
        - 塑变导致材料内部形成特定的晶体取向
    - 对性能的影响
      - 加工硬化
        - 定义：ET Rel., HB↑, A↓（硬度增加，塑性降低）
        - 原因：位错密度增加，交割
      - 应用
        - 拉拔钢筋成形
        - 抗疲劳过载