[科普中国]-变形机构图

塑性变形过程最重要的条件是：变形机构图、变形温度、变形速度及周围介质。

塑性变形过程可能以各种不同应力及变形状态来突现，也就是变形机构图可能是任何一个应力状态图与变形状态图的粗合，此处应力状态图例外，与应力状态图相应的只有一种完全定型的变形状态图。

变形机构图是一个能在颇大程度上确定变形过程中金属物质性能，以及确定由于变形效果而引起的物质性能变化的因素。1

概念由于结晶固体能以许多机构进行变形，例如，以位错的滑移，位错的滑移加攀移(位错蠕变)、晶间的移动或转动、晶粒内部和晶界处的物质扩散流动、机械孪生以及这些机构或另一些机构的组合方式等；可以最近似地认为，每种机构皆可独自启动并与其它机构无关，而且皆能保证材料稳定地流变。每种机构的发生、发展与终结，皆能用一个与应力及温度相关连的特殊函数关系来表达，故可在一个应力与温度的特征范围内来控制它们。

这个相当复杂的情况，能用1972年埃施皮所提出的，以应力-温度为坐标轴的图解表达。该图解分为许多区域，它指明了在某个应力一温度的区间内，各种变形机构所支配的范围。加在各区域上的是变形速度为常数的等值线，它指明由于适当加在所有变形机构上的净变形速度的作用，将产生应力与温度的某种给定组合。这种图解描述了应力、温度及变形速度之间的关系，若三者中有两个是确定的，则可用图解来确定第三个变量。

每个变形机构图解、是借助于每种机构的关系方程(这种方程将应力、温度和变形速度联系起来)而制订的。建立这些方程时，又包括了关于各个机构相互制约方式的假说。最简便是假定所有机构均为独立启动，并且每种机构所导致的变形速度可以互相叠加而给出一个总变形速度，以此为基础可得出，处在一个给定应力一温度点处的产生最大变形速度的公式并确定哪种机构占优势。因为对大部分面积来说，某特殊机构的公式明显地占有优势，因此一旦将方程式与叠加方式确定了，利用程序计算机就很易构成图解。2

变形机构分类工业上应用的金属一般都是由无数单个晶粒构成的多晶体，要了解多晶体塑性变形性质，必须先了解单个晶粒或单晶体的塑性变形机构。

单晶体塑性变形单晶体塑性变形的最主要方式是滑移。

滑移是指晶体在外力作用下，其中一部分沿着一定晶面(原子密排晶面)和这个晶面上的一定晶向(原子密排晶向)对其另一部分产生的相对滑移，此晶面称为滑移面，此晶向称为滑移方向。滑移时原子移动的距离是原子间距的整数倍，滑移后晶体各部分的位向仍然一致。滑移结果，使大量原子逐渐地从一个稳定位置移到另一个稳定位置，晶体产生宏观的塑性变形。

多晶体的塑性变形机构多晶体是由许多位向、形状和大小不同的单晶体(晶粒)组合而成的集合体。多晶体的组织结构有以下特点：

1)多晶体的各个晶粒，其形状和大小是不同的，化学成分和力学性能也是不均匀的。

2)多晶体各相邻晶粒的取向一般是不相同的。

3)在多晶体中存在着大量的晶界，晶界的结构和性质与晶粒本身不同，并在晶界上聚集着其他的杂质。

4)相邻晶粒彼此相互有影响。

以上这些都使多晶体的许多性质不同于单晶体。3

本词条内容贡献者为:

程鹏 - 副教授 - 西南大学