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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 金属 » 交流互助 » 【交流】一般情况下为什么fcc结构比bcc结构的塑性更好
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anxianghai7681

铁杆木虫 (正式写手)
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小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
imrsfb(金币+5): Good answer, thank you! 2011-04-11 18:18:05
xucz(MM-EPI+1): 鼓励有深度的探讨 2011-04-11 18:55:19
这是一个非常复杂的问题，如果只是比较滑移系的话，FCC和BCC差不多，BCC可开动的还要多一些。
为什么说这个问题复杂呢？第一，所谓的塑性好是指什么？拉伸塑性？还是可加工能力（冷轧……）。如果说是拉伸塑性的话，几位同仁认为的层错能高塑性好的观点，无疑是不合适的。因为层错能低了，材料的加工硬化率高，而且在变形过程中出现孪生，所以随着层错能的降低，材料的拉伸塑性是提高的。如果是能够进行冷轧的应变量，反而是层错能高的材料可以冷轧的应变量更大，因为位错容易回复，而对于层错能低的材料，其加工硬化率高，非常容易形成微观剪切带，随着冷轧量的增加逐步形成宏观剪切带，从而形成裂纹，所以冷轧下层错能高的反而好一些。
第二，关于塑性的理解一直是材料科学的一个难点，虽然有人通过计算算出过FCC晶体的本证塑性能力，但是目前所涉及到的很多参数无法直接验证，而且该理论是否适合于实验中目前不得而知。
第三，为什么滑移系差不多的晶体，BCC的塑性要稍差？这里姑且理解为拉伸塑性，这也是前面提到层错能观点不太合适的地方，Fe的层错能比铝高，但是塑性好像是要差一些的。最主要的原因，还是因为位错结构和位错运动的不同造成，相关原因可能是派纳力的大小，BCC中螺位错的运动较刃位错慢，位错核心较为复杂等原因。
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16楼2011-04-11 10:19:36
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imrsfb(金币+5): Good answer, thank you! 2011-04-11 18:20:40
xucz(MM-EPI+1): 鼓励有深度的探讨 2011-04-11 18:55:42
引用回帖:
Originally posted by anxianghai7681 at 2011-04-11 12:47:02:
这是一个非常复杂的问题，如果只是比较滑移系的话，FCC和BCC差不多，BCC可开动的还要多一些。
为什么说这个问题复杂呢？第一，所谓的塑性好是指什么？拉伸塑性？还是可加工能力（冷轧……）。如果说是拉伸塑性 ...

您的考虑非常对，我对此做点补充...
首先，要澄清FCC与BCC滑移系统数量差别是明显的，12比48，而且BCC的潜在滑移系也远多于FCC；这个矛盾的解脱就如同您最后的一句话，但是至于位错运动“速度快慢”/“难易”的本质要考证一下。对于此，我也在回答其他虫友相关问题做了类似的解释。
其次，楼主的问题立题在于：FCC一般情况比BCC塑性好。这是个难以回答的问题，因为两者不应放在一起比较，若比较则务必给出相关前提条件-应变、应力状态、温度、组织等条件...；当然，楼主也很严谨的说明是在“一般情况下.....”，那么我们也要在“一般情况下”讨论。
再次，从层错能角度考虑的出发点在于有同仁单一的认为是滑移系统多少就可以说明该问题，当然仅仅考察层错能也是不能完全说明两者塑性好坏。事实上，考虑层错能大小的影响要限于讨论同类结构，因为BCC一般认为是高层错能的，非快速非低温时形变主要以滑移方式进行。
最后，若针对FCC结构的塑性在一般情况下优于BCC结构，源于其层错能低而诱发其他机制，比如TRIP、TWIP，造就其高塑高强的特性，是BCC结构不具有的特性。这些现象在一定程度上从位错滑移-界面协调-相变关系得以唯象解释，本构关系也应该以此为出发点。
小结一下：塑性的问题很复杂，但是对于晶体材料又无比重要（这是废话）；加工硬化是保证塑性前提，也是晶体材料是有用材料的理由，当然是在没有力学失稳之前。
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每天一小步也有新高度
18楼2011-04-11 14:42:39
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