[科普中國(guó)]-多晶體塑性變形

多晶體中的每一個(gè)晶粒的塑性變形基本與單晶體類似，多晶體塑性形的方式仍然是滑移，塑性變形的機(jī)理是晶體中的位錯(cuò)在切應(yīng)力的作用下，沿一定的晶面晶向發(fā)生滑動(dòng)而實(shí)現(xiàn)金屬的塑性變形。

簡(jiǎn)介生產(chǎn)中實(shí)際鍛造的金屬材料都是由大量晶粒組成的多晶體。多晶體的塑性變形，就其每個(gè)晶粒內(nèi)部的變形而言，與單晶體的變形情形相似。但是，由于多晶體中每個(gè)晶粒的晶格排列位向不同，各晶粒之間交界處原子排列極不規(guī)則，晶粒變形既有晶內(nèi)變形也有晶間變形，因此多晶體的塑性變形比單晶體的塑性變形復(fù)雜得多。

實(shí)質(zhì)多晶體在發(fā)生塑性變形時(shí)，并不是所有的晶粒都同時(shí)進(jìn)行滑移，而是隨外力的作用，晶粒分期分批地進(jìn)行滑移。實(shí)驗(yàn)證明，沿看外力P的45°方問(wèn)上切應(yīng)力τ最大， 如圖所示。因此晶粒的晶格取向與最大切應(yīng)力τmax方向一致時(shí)最容易產(chǎn)生滑移。而其他方向上取向的晶粒則隨先滑移的晶粒產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)變形后，其晶格位向與最大切應(yīng)力方向趨向一致時(shí)，才能進(jìn)一步產(chǎn)生滑移。 所以，多晶體塑性變形的主要方式為每個(gè)晶粒內(nèi)部的滑移，同時(shí)伴隨著各晶粒間的滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)。

特性當(dāng)滑移發(fā)展到晶粒邊界時(shí)，由于晶界附近原子排列比較紊亂，且有雜質(zhì)集中，必然受到阻礙。因此多晶體的塑性變形抗力比同種金屬的單晶體高得多。相鄰晶粒的位向差越大及晶界相對(duì)于晶粒體積所占的比例越大， 則對(duì)滑移產(chǎn)生的阻力越大。 這也是細(xì)晶粒的多晶體比粗晶粒強(qiáng)度高的原因之一。由于塑性變形時(shí)總的變形量是各晶?；菩Ч目偤?，晶粒越細(xì)，單位體積內(nèi)有利于滑移的晶粒數(shù)目則越多，變形可分散在越多的晶粒內(nèi)進(jìn)行，金屬的塑性、韌性則越高。因此細(xì)晶粒的金屬不僅強(qiáng)度較高，其塑性和韌性也優(yōu)于粗晶粒金屬。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黃倫先 - 副教授 - 西南大學(xué)