第五章位错的弹性性质(共5页).doc

精选优质文档-----倾情为你奉上第五章位错的弹性性质绪论：⑴固体弹性理论主要是研究各向同性的连续固体在弹性变形(质点和对位移很小)时应力和应变分布⑵①如果某部分物体受的作用力是沿物体表面(界面)的外法线方向，它所产生的应力就是拉应力②如果作用力和物体表面的外法线方向相反，则此力为压力，它所产生的应力就是压应力③拉应力和压应力都和作用面垂直，统称为正应力5.1⑴直角坐标表示：⑵极坐标表示：⑶平衡状态，有切应力互等定律否则六面体将发生转动⑷应变分量： ⑸应力与应变：5.1位错的应力场1.位错周围的弹性应力场弹性体假设模型：⑴晶体是完全弹性体；⑵ 晶体是各向同性的；⑶ 晶体中没有空隙，由连续介质组成2.螺位错的应力场⑴圆柱体的应力场与位错线在z轴，对圆柱体上各点产生两种切应力从这个圆柱体中取一个半径为r的薄壁圆筒展开，便能看出在离开中心r处的切应变为由于圆柱只在z轴方向有位移，在xy方向都没有位移，所以其他分量都为0： 螺位错应力场的特点： 采用直角坐标：①只有切应力分量（σθz、σz θ），而无正应力。

②螺位错产生的切应力大小只与r的大小有关，即只与离位错线的距 离成反比，而与θ、z无关其应力场关于位错线是对称的3刃位错的应力场直角坐标表示：刃位错应力场的特点：①同时存在着正应力与切应力;②刃型位错的应力场，对称于多余半原子面;③滑移面上无正应力，只有切应力，且其切应力最大④正刃型位错的滑移面上侧，在x方向的正应力为压应力; 滑移面下侧，在x方向上的正应力为拉应力⑤半原子面上或与滑移面成45°的晶面上，无切应力5.2位错的弹性能⑴单位体积正应变能： 单位体积切应变能：⑵单位长度螺位错的弹性应变能为：⑶单位长度刃位错的弹性应变能为：（取υ＝1/3）⑷混合位错的弹性能 ： 其中：0.5≤α≤1⑸结论①总应变能UT=U0+Uel ②UT∝b2，晶体中具有最小b的位错最稳定b大的位错有可能分解成b小的位错，以降低系统的能量③螺位错比刃位错易形成④两点间直线位错的总应变能低于弯曲位错，即直线位错更稳定位错有尽量变直和缩短其长度的趋势5.4 位错的受力1外力作用在晶体上时，晶体中的位错将沿其法线方向运动，通过位错运动产生塑性变形⑴刃型位错 ⑵螺型位错⑶攀移 2.结论： ⑴位错线上的受力，是一种组态力，按位错运动方式不同，可分为位错滑移力和攀移力。

⑵⑶3. 一般情形下位错受的力4.位错的线张力：位错线增加单位长度时引起的弹性能增加5.位错间的相互作用力⑴平行螺位错间的作用力两平行的b 相同的螺位错将排斥异号位错将吸引，最后消失⑵平行刃位错间的作用力（第一象限分析）①b方向相同，x>y区，刃位错将被推开，xy区，刃位错向x＝0位置运动，x

这就是说，位错只有在原子排列最紧密的面及原子密排方向上运动，阻力才最小5.5 位错与点缺陷的交互作用1.⑴晶体中点缺陷的应力场，与位错的应力场发生交互作用，会使位错的应变能发生变化⑵①比基体原子大的置换式或间隙式溶质原子，倾向处于刃位错下侧②比基体原子小的置换式溶质原子或空位，倾向于处在正刃型位错的上侧③螺位错由于不产生正应力，与球形对称的点缺陷无交互作用2.柯氏气团和明显屈服现象⑴即位错附近的点缺陷浓度比远处高，溶质原子云集于位错附近的现象称为溶质原子气团⑵α-Fe中的C、N原子集结在位错附近下部区域， 形成碳、氮原子云，称柯氏气团①柯氏气团可钉扎位错，阻滞其运动②位错必须在较大的外应力下，才能脱离钉扎，开始滑移——上屈服点③脱钉后位错只需较小的应力便可继续运动——下屈服点⑶①将试样拉伸到有轻微塑性变形后撤去载荷，称为预塑性变形②预塑性变形后立即加载拉伸，则拉伸曲线没有屈服点；③若放置较长时间或200ºC短时加热后再拉伸，则屈服点又重新出现，且屈服应力有所提高此现象称为应变时效专心---专注---专业。