变形织构( 二 ) _生活百科

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制耳示意图变形织构很难消除。生产中为避免织构产生，常将零件的较大变形量分为几次变形来完成，并进行“中间退火” 。变形织构模型许多科学工作者致力于变形织构形成理论的研究，提出了许多塑性变形模型，主要有萨克斯（E．Sachs）模型和泰勒（G．I．Taylor）模型，其他模型基本上是由它们派生出来的。1928年萨克斯假定各晶粒的受力状态都等于样品的巨观受力状态，并假定各滑移繫上临界分切应力τc为常数，当滑移繫上的分切应力达到τc时，该滑移系启动。若已知外施应力状态σij则滑移系s上的分切应力τr=mijσij （i ， j=1 ， 2 ， 3）。式中ij重複表示求和， mij=（naib）aj ， n为滑移系。滑移平面的法向矢量；b为滑移方向矢量；a为应力张量σij坐标系矢量；括弧内字母重複表示不求和。该模型适用于单晶体的自由变形，按最大取向因子mij选取滑移系s 。但该模型对多晶体来说，忽视了各晶粒之间变形的相互限制和协调，各晶粒之间会形成“孔洞”或‘‘堆集” 。一些研究者放鬆了晶体的变形只由最大取向因子选取滑移系的限制，或者规定了对变形体外形的限制。儘管这样，该模型难以描述多晶体的塑性变形。1938年泰勒提出另一塑性变形模型，假定金属中各晶粒的变形状态与样品的巨观变形状态相同。根据该模型，又考虑体积守恆及dεij=1/2（mij+mji）dγ（见微观塑性力学）关係，要进行晶体的塑性变形至少需要启动5个滑移系。fcc金属通常有12个滑移系，因此滑移系的选取有C12=792种可能，但独立的滑移系只有384种。为了确定所需滑移系，泰勒选取的原则是使晶体塑性变形的总剪下量dτ=∑dγ最小。20世纪50年代毕肖普（J．F．W.Bishop）和希尔（R．Hill）用最大外功原理求解滑移系：对于一个给定的应变状态，所选择的滑移系应满足外力所做的功δW=σijδεij为最大。1969年陈煜耀（G·Y·Chin）等证明了以上·t两个原则’’是等价的。但科克斯（U．F．Kocks）用该原理对fcc金属只能求出6或者8个滑移系，因此5个滑移系的求算具有不确定性。要解决不确定性问题，需要引入附加的原则或方法。平均转动法用晶体的平均转动计算每一晶粒方向的变化；鬆弛限制法将所施加的应变（或应变速率）分量减少1个或者2个；塑性功二次最小二乘法通常可使滑移量和晶格转动惟一确定；速率敏感模型使屈服角变圆，使与给定顶点相关的不同滑移系的分切应力值不同。泰勒模型忽视了晶体的弹性应变、各晶体的非均匀应变、晶界处应力的平衡以及晶体的加工硬化。儘管如此，与萨克斯模型相比，实验表明它比较适用于多晶材料的变形，因此，许多变形模型都是基于泰勒模型进行修正发展的。修正的泰勒模型放鬆了巨观应变的严格限制，考虑了晶界处的变形和应力的可传递性以及晶粒的大小与形状等情况。基于各修正的模型所预测的晶体取向分布更接近实际的结果。基于上述原则，当滑移系（n ， b）确定以后，各滑移系的剪下量dγ随即确定。考虑晶体中某矢量A ，当滑移系（n ， b）启动并产生了dγ的剪下变形时，则A变到A’=A+dγ（An）b；若有K个滑移系启动，则 A’=A+∑（dγ（An）b）由该式可计算晶体产生滑移塑性变形后取向的变化。