单晶体金属的塑性变形一般是以什么方向、什么方式进行的?答:单晶体塑性变形是在切应力作用下发生,主要以滑移和孪生两种方式进行。(1)滑移:切应力超过晶体的弹性极限后,晶体的一部分________________。这种相对滑动不能复原,大量层片间滑动的累积表现为宏观的塑性流动。滑移的结果会产生滑移线和滑移带。晶体的滑移并非是晶体一部份沿着滑移面与晶体的另一部分作整体刚性的滑动,而是以________进行。在切应力作用下,位错中心前进一个原子距时,只要求位错中心附近原子作不到一个原子间距的位移就能实现。当位错线移动至晶体边缘时,就使晶体沿此滑移面产生了一个原子间距的台阶,而大量位错的移动导致晶体发生宏观的塑性变形。(2)孪生:孪生通常发生在滑移系少的晶体中或在低温、冲击作用的条件下。通常孪生变形的特点是:(1)在晶体的一部分发生了________,不像滑移那样集中于滑移面进行;(2)孪生变形区中各层晶面对应于一定晶面(孪生面),沿着一定方向(孪生方向)作相对移动;(3)孪生变形后,晶体变形部分与未变形部分以孪晶面为分界面,构成了镜面对称的位向关系;(4)孪生变形时,孪生面和孪生方向与晶体结构有关,但与滑移面、滑移方向不尽相同;(5)孪生变形的发生也必须有一定的临界分切应力,但其值远较滑移临界分切应力大。孪生与滑移的区别是:①孪生的晶格取向是倾动的;②切变是连续的。
单晶体金属的塑性变形一般是以什么方向、什么方式进行的?
答:单晶体塑性变形是在切应力作用下发生,主要以滑移和孪生两种方式进行。
(1)滑移:
切应力超过晶体的弹性极限后,晶体的一部分________________。这种相对滑动不能复原,大量层片间滑动的累积表现为宏观的塑性流动。滑移的结果会产生滑移线和滑移带。
晶体的滑移并非是晶体一部份沿着滑移面与晶体的另一部分作整体刚性的滑动,而是以________进行。在切应力作用下,位错中心前进一个原子距时,只要求位错中心附近原子作不到一个原子间距的位移就能实现。当位错线移动至晶体边缘时,就使晶体沿此滑移面产生了一个原子间距的台阶,而大量位错的移动导致晶体发生宏观的塑性变形。
(2)孪生:
孪生通常发生在滑移系少的晶体中或在低温、冲击作用的条件下。
通常孪生变形的特点是:(1)在晶体的一部分发生了________,不像滑移那样集中于滑移面进行;(2)孪生变形区中各层晶面对应于一定晶面(孪生面),沿着一定方向(孪生方向)作相对移动;(3)孪生变形后,晶体变形部分与未变形部分以孪晶面为分界面,构成了镜面对称的位向关系;(4)孪生变形时,孪生面和孪生方向与晶体结构有关,但与滑移面、滑移方向不尽相同;(5)孪生变形的发生也必须有一定的临界分切应力,但其值远较滑移临界分切应力大。
孪生与滑移的区别是:①孪生的晶格取向是倾动的;②切变是连续的。
题目解答
答案
沿着原子排列最紧密的晶面(滑移面)并沿着该晶面上原子 排列最紧密的方向(晶面间的间距较大,原子结合力较弱)发生相对滑动 位错中心移动方式 均匀的切变
解析
考查要点:本题主要考查单晶体金属塑性变形的两种基本方式——滑移和孪生的机理及特点,需理解两者的本质区别及发生条件。
解题核心思路:
- 滑移的关键在于滑移面和滑移方向的选择(原子排列最紧密的晶面和晶向),以及位错运动的微观机制。
- 孪生的特点是均匀切变,且变形后形成镜面对称的孪晶面,需注意与滑移的集中切变区分。
破题关键点:
- 滑移发生的临界切应力较低,依赖于滑移系的存在;孪生则需要更高切应力,且多见于滑移系少或低温条件。
- 滑移通过位错移动累积变形,孪生是整体晶格的镜像重排。
(1)滑移
第一空
滑移面和滑移方向的选择:
单晶体滑移发生在原子排列最紧密的晶面(滑移面)上,沿该晶面原子排列最紧密的方向(滑移方向)。此时晶面间距较大,原子结合力较弱,更易发生相对滑动。
第二空
滑移的微观机制:
滑移并非整体刚性滑动,而是通过位错中心的移动实现。位错中心移动一个原子间距时,仅需局部原子微小位移,最终累积形成宏观塑性变形。
(2)孪生
第一空
孪生变形的特点:
孪生是晶体的一部分发生均匀的切变,而非集中于特定滑移面。变形后形成镜面对称的孪晶面,且孪生面和方向与晶体结构相关。