材料成型金属学实际晶体中的位错.ppt

1.11实际晶体中的位错,由简单立方，深化到面心立方、体心立方和密排六方晶体中的位错。,基本概念1.位错的类型简单立方：b点阵矢量只有全位错,实际晶体：b=点阵矢量b点阵矢量整数倍全位错其中b点阵矢量单位位错b点阵矢量整数倍不全位错其中b点阵矢量部分位错,2.堆垛层错stackingfault,晶体中原子堆垛次序不同于正常次序而引起的一种面缺陷；是由一个不全位错扫过滑移面时所造成的平面区域不完整性，简称层错。,正常堆垛顺序为ABCABC，以Frank记号表之为，若出现反常堆垛，则以表示。,堆垛层错,（1）形成,密排堆垛次序有误,层错,面缺陷,fcc晶体的层错类型：,抽出型：,插入型：,（2）特点,畸变很小，但仍有畸变能。,层错stackingfault,晶体中原子间的正常堆垛顺序发生错误称为堆垛层错。层错使系统的能量增加。单位面积层错所增加的能量称为层错能。材料的层错能越低，层错数量越多。,最紧密堆积方式：1，3，5或2，4，6位,相对第一、二层而言，第三层有两种最紧密的堆积方式,3.面心立方晶体中的位错原子堆垛,六方紧密堆积前视图,A,第一种：是将球对准第一层的球,每两层一个周期：ABAB密排六方结构,第三层对准第一层的2、4、6位，即C层,立方堆积示意图,A,全位错和不全位错,以面心立方晶体为例：ABCABCABC堆垛,A,C,C层相对于A层沿晶向滑移，晶体结构不变，但在已滑移区和未滑移区之间形成全位错。,肖克莱半位错,B,B,C,面,/2,B,B,C,面,/6,弗兰克半位错,W.B.Shockley(19101989)美国物理学家贝尔电话实验室1956年诺贝尔物理学奖,F.CFrank(19111998)英国物理学家H.H.Wills物理研究所所长,几何条件：反应前后柏氏矢量和相等（方向、大小）；能量条件：反应后能量降低。判断方法：几何条件判断方法：求反应前后各个位错柏氏矢量的矢量和。能量条件判断方法：求反应前后各位错|b|2的和。,位错的合并与分解,1.12扩展位错和面角位错,1.位错反应,位错反应条件：（1）几何条件：反应前的柏氏矢量之和等于反应后的柏氏矢量之和。（2）能量条件：反应后的位错总能量小于反应前的位错总能量。,2.扩展位错：一个位错分解成两个半位错和它们中间夹的层错带构成的位错。,面心立方晶体的滑移,如：,位错的束集,当螺型位错分解为扩展位错后，其中的层错区只能在原滑移面上随两个不全位错移动，不能转移到新的滑移面上。如果这样的扩展位错在滑动过程中受阻，只有重新合并为螺型全位错才能进行交滑移。受阻的局部线段进行合并-束集,扩展位错的交滑移,3.面角位错,2)特征：固定；纯刃型；柏氏矢量不在fcc的滑移面111上；形成于两个111面之间的面角上；位错组合。,面角位错Lomer-Cottrel位错,1)形成过程：两扩展位错在各自的滑移面上相向滑移，当每个扩展位错中的一个不完全位错达到滑移面的交线时，位错反应生产新的先导位错（不完全位错）,4.扩展位错的观察,TiAl金属间化合物,堆垛层错stackingfault,层错能与晶粒细化,位错理论的应用,位错间相互作用位错与点缺陷作用位错与面缺陷作用,正误判断,在位错线张力作用下会消失的位错台阶称为割阶；随着塑性变形的变形量不断增大，晶体中的位错密度可能减少、不变或增加；在位错塞积群中