(4)孿晶

金屬的塑性變形除了以滑移方式進(jìn)行外, 孿晶也是塑性變形的重要方式之一。所謂孿晶, 就是晶體在切應(yīng)力的作用下, 其一部分沿著某一定的晶面和晶向, 按一定的關(guān)系發(fā)生相對(duì)的位向移動(dòng), 其結(jié)果使晶體的一部分與原晶體的位向處于相互對(duì)稱的位置 (圖1-12)。也稱為孿生(孿晶)或雙晶。

圖1-12 晶體的孿生

在孿晶變形時(shí), 所有平行于孿晶面的原子平面都朝著一個(gè)方向移動(dòng)。每一晶面移動(dòng)距離的大小與它們距孿晶面的距離成正比。孿晶變形后, 晶體的變形部分與未變形部分以孿晶面為對(duì)稱面形成對(duì)稱。

孿晶是否發(fā)生, 和晶體的對(duì)稱性有密切關(guān)系。面心立方的金屬, 由于對(duì)稱性高, 容易滑移, 孿晶不常見(jiàn)。體心立方晶格的金屬只有在沖擊變形或低溫拉伸時(shí), 才出現(xiàn)孿晶。密排六方晶格金屬, 其對(duì)稱性低, 滑移系統(tǒng)少, 當(dāng)晶體取向不利于滑移時(shí), 孿晶便成為塑性變形的主要方式。

孿晶的進(jìn)行過(guò)程往往是突變式的, 并可聽(tīng)到特有的干裂聲, 在某些情況下會(huì)使晶體產(chǎn)生空隙, 降低其密度。孿晶也可以在相變和再結(jié)晶時(shí)出現(xiàn)。如對(duì)密排六方晶格的金屬試樣進(jìn)行拉伸, 當(dāng)變形達(dá)到一定程度后, 即開(kāi)始出現(xiàn)鋸齒型的拉伸曲線。此時(shí)還可以聽(tīng)到折裂聲, 這就是晶體內(nèi)產(chǎn)生了孿晶式塑性變形過(guò)程的象征。

一般孿晶過(guò)程不能引起較大的塑性變形, 而僅當(dāng)滑移過(guò)程受阻, 變形抗力顯著增加時(shí), 繼續(xù)滑移的變形抗力超過(guò)產(chǎn)生孿晶的臨界值時(shí), 才出現(xiàn)孿晶。孿晶的出現(xiàn)可能會(huì)使個(gè)別取向不利的滑移面變成有利取向, 從而使滑移繼續(xù)下去。但一般出現(xiàn)了孿晶變形, 就象征著金屬即將發(fā)生斷裂而宣告塑性變形的終了。