Page 19 - 国外钢铁技术信息内参（2024年12月）

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（二）力学性能基础（位错运动和加工硬化）（下）

田中 将己 ᇏݓࣁඋ࿐߶

九州大学 工程研究生院（日本）
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3. 多晶体的加工硬化行为

3.1 应力分布

多晶体材料的应力-应变曲线与图 6 所示单晶体应力-应变曲线具有很大差

异，而且其中变形应力通常为应变的指数函数，如 Swift 式所示。由于各晶粒 ᇏݓࣁඋ࿐߶
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的晶体取向与拉伸轴取向的对应关系具有随机性，所以施加外力时各晶粒初始

滑移系的解析剪切应力值均不相同。通常，塑性变形的起始点取决于施密特因

子和杨氏模量值，如果施密特因子保持不变，则将会从杨氏模量较高的拉伸取
向晶粒处开始发生塑性变形。图 12 所示为 SUS304 多晶体场中子衍射试验观察

所得应力-应变曲线。图中虚线所示为试样的宏观应力-应变曲线，其他各曲线

分别表示通过垂直或平行于拉伸轴取向的（111）、（200）和（311）反射所得

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到的晶格应变（右纵轴）与宏观拉伸应力（横轴）之间的关系。晶格应变与相
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应取向杨氏模量的乘积即为晶粒的外加相应力。拉伸轴取向为<111>的晶粒在

其应力（左纵轴）达到 500MPa 左右时开始脱离弹性变形区，说明这些晶粒在

约 500MPa 条件下达到屈服状态。如果将朝向拉伸轴取向中（hk1）面的晶粒屈

hkl
服应力设为 y ,  ，则由图可知 y ， 111  ＜ y ， 311  ＜ y ， 100  。当中子衍射试验所得
晶格应变与应力呈线性关系时，根据斜率计算所得弹性系数称为衍射弹性系数

（diffraction elastic constant: DCE），将<hlk>取向上的 DEC 设为 E DEC, hlk ，发现
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E DEC , 100 ＜ E DEC , 311 ＜ E DEC , 111 。也就是说，拉伸轴取向所对应的弹性系数较大的

晶粒更容易屈服。这是因为弹性系数较大的情况下，<111>取向晶粒的应力会

随负载应变的增加而迅速增大。实际上，该过程中另外还有施密特因子起到了

决定晶粒屈服顺序的作用。

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CSM 中国金属学会 CMISI 冶金工业信息标准研究院
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