Page 6 - 国外钢铁技术信息内参（2024年12月）

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由图 1 可见，相同晶系之间存在略微偏差，整体上派尔斯应力与 h/b 之间

具有良好的对应关系。bcc 结构晶体的 h/b 值约为 0.8，派尔斯应力约为10  3  。

另外，需要注意的是上述结果指的是不含合金元素的高纯度晶体在绝对零度条 ᇏݓࣁඋ࿐߶

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件下发生位错运动时所产生的派尔斯应力。

1.2 bcc 结构晶体的螺型位错和派尔斯应力

刃型位错/螺型位错都可以用于计算派尔斯应力，但在体心立方结构晶体中，

由于变形后仍残留许多螺型位错，因而研究认为螺型位错具有较高的派尔斯应
力。铃木认为其主要原因在于体心立方晶体结构本身。图 2（a）所示为 bcc 的 ᇏݓࣁඋ࿐߶

单位晶格，图 2（b）所示为从[111]方向上所观察到的原子投影图。图中不同阴
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影代表 3 种不同的原子列（沿纵深方向按 b 周期排列），原子位置沿[111]方向

依次发生变化（b/3）。图中分别将其表示为ア、イ和ウ。假设图 2（b）中（ア）

原子列的原子位于最前方的（111）面上，那么（イ）原子列中的原子则位于与

[ 111 ]方向相距 b/3 的（111）面上，而（ウ）原子列中的原子则位于与[ 111 ]方向

另外相距 b/3（总计 2b/3）的（111）面上。因此， 111 面上的原子呈三层周期

性堆垛结构。这种情况下，螺型位错芯所在位置有两种可能，即位于被（ア）、
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（イ）和（ウ）3 个原子列所包围的三角柱 A 或 B 处。另外，还存在一种位错线
与[ 111 ]方向平行，滑移面为（ 121 ）纯螺型位错且沿[ 011 ]方向运动的情况。此

外，由于螺型位错的位错线平行于伯格斯矢量，图中位错线和伯格斯矢量与垂

直于纸面的[ 111 ]相平行。假设图中 A 所示三角柱中心处具有右旋螺型位错芯，
在不考虑位错芯大小的情况下，根据螺型位错的定义，如果以位错线为中心顺

时针旋转一周，则原子的位置将仅向[ 111 ]方向移动距离 b。如果以图中 A 所示
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区域中的（ア）原子列为基准，那么（ウ）所示原子列则位于绕（ア）原子列旋
转 1/3 的位置上，所以受位错影响，原子列中的原子位置仅向纵深方向（[ 111 ]

方向）偏移 b/3。因此，将（ア）原子列的最初相对位置差（2b/3）与由于位错

引起的位移量（b/3）相加，可知原子最终位于 b 处。同样，（イ）所示原子列

位于绕（ア）原子列旋转 2/3 的位置上，所以仅向纵深方向（[ 111 ]方向）偏移了

2b/3。因此，由于该原子列与（ア）原子列的最初相对位置差为 b/3，外加螺型
位错所引起的位移量（2b/3），可知原子最终位于 b 处。也就是说，（イ）和
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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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