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cqustone木虫 (正式写手)
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[交流]
【求助】关于金属力学性能各向异性的问题，谢谢
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大家好，小弟目前在做金属力学性能各向异性的模型，属于力学的范畴，我很想了解一下，从材料科学的角度，显微组织是如何影响金属的力学性能各向异性的？加载路径又是如何决定显微组织的？ 具体一些，比如，冷轧之后的镁合金板材，在RD和TD方向的屈服强度是不同的，这个应该和织构有关，具体是怎样的关系呢？再如，IF钢轧板，首先在RD方向加载拉伸变形，应变量10%-30%，会得到应力应变曲线，然后更改加载路径：如果改成RD方向压缩，实验发现，屈服强度有所下降，硬化过程短暂停滞；如果改成TD方向拉伸，或者单剪变形，发现又出现了更强烈的硬化过程。请问这些现象对应的显微组织是如何变化的呢？显微组织的具体影响机制是怎样的？ 有文献指出，织构和位错的演化会对上面的实验现象有影响，请问具体是怎样的影响？除了织构和位错，还有其他的决定因素吗？ 谢谢！ |
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comma
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cqustone(金币+20):非常感谢！ 2010-10-22 21:21:03
caocao4735(金币+1):谢谢交流 2010-10-24 12:36:31
cqustone(金币+20):非常感谢！ 2010-10-22 21:21:03
caocao4735(金币+1):谢谢交流 2010-10-24 12:36:31
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从Schmid定律的角度可以有明确的答案。 从微观角度看，屈服强度是位错开始滑动所需要的应力，关于屈服强度的位错运动理论是位错理论最为成熟的应用。 那么，位错运动的难易取决于什么？首当其冲的就是晶系类型，体现于形变机制的不同。还有重要因素是晶体取向，是可以从Schmid定律公式计算来判断的。再者，晶粒尺寸或晶界影响位错运动自由程的因素，还有晶内的原本存在的位错、亚结构，以及第二相粒子等等都是影响位错运动的因素。还有就是外界条件，比如温度的影响。 可见，可以归纳，凡是影响位错运动灵便性的因素，都与力学性能相关。 对于楼主的镁合金来说，在表述的条件下，力学性能各向异性的差异主要源于织构/晶粒取向的影响。六方结构的镁合金有显著的形变机制开动选择性，决定了各个方向不同的力学性能。 [ Last edited by comma on 2010-10-22 at 19:14 ] |
2楼2010-10-22 19:10:29
seebrightplan
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3楼2010-10-22 20:38:18
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4楼2010-10-22 21:24:57
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cqustone(金币+20):谢谢！ 2010-10-22 22:51:18
caocao4735(金币+1):谢谢交流 2010-10-24 12:36:45
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caocao4735(金币+1):谢谢交流 2010-10-24 12:36:45
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其实他已经把基本的东西都说完了。我补充解释一下。 以你说的镁合金轧制为例，轧制会造成轧制织构，即择优取向，也就是说，从显微组织上看，大应变的轧制会使大部分的晶粒的某一个特定晶向平行于轧向，相应的就会使对应的晶面平行于轧面。结合Schmid定律，不难发现这就是各向异性的原因。也就是说，多晶体的各向异性是由于织构——择优取向——产生的。 至于硬化，当没有择优取向的情况下，变形一般由位错的运动和晶粒的转动协调决定。当择优取向形成时，还以你镁合金轧制为例，随应变的增加，越来越多的晶粒沿着某一个特定的晶向被拉长，并且沿着轧向排列。这样，一方面，晶粒内部的位错运动越来越难进行；另一方面，晶粒之间的转动自然也越来越难以发生——变形随着变形量的增加越来越难以进行，这就是硬化。 [ Last edited by jkl_jkl on 2010-10-22 at 22:08 ] |
5楼2010-10-22 22:06:34
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不客气。 关于包申格效应，它的解释不是从微观组织来考虑的，而是用位错理论来解释的。 塑性变形会造成运动位错周围局部应力的形成，可以想象，这个局部应力在塑性变形的过程中是阻碍位错运动的，由于位错堆积，一般应变越大，这个局部应力也越大——这其实也可以算做金属材料加工硬化产生的一个原因。那么，很容易理解，反向加载的时候这个局部应力必然会帮助位错反向运动，这样就使反向加载的屈服应力表现为具有一定的降低值。 这就是包申格效应的微观解释。不知道对你有没有帮助。 关于你的第二个问题，我没有看明白。或者你结合你的实例详细叙述一下？这样或许更有利于别人对你的解答，也更有利于你问题的解决。 |
9楼2010-10-23 09:15:35
jkl_jkl
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