工程材料网络课程 2.2 金属材料的结构 2.2.2 金属的实际晶体结构(4)

2).根据位错线附近呈螺旋形排列的原子的旋转方向不同，螺型位错可分为右旋和左旋螺型位错。

3).螺型位错线与滑移矢量平行，因此一定是直线，而且位错线的移动方向与晶体滑移方向互相垂直。

4).纯螺型位错的滑移面不是唯一的。凡是包含螺型位错线的平面都可以作为它的滑移面。但实际上，滑移通常是在那些原子密排面上进行。

5).螺型位错线周围的点阵也发生了弹性畸变，但是，只有平行于位错线的切应变而无正应变，即不会引起体积膨胀和收缩，且在垂直于位错线的平面投影上，看不到原子的位移，看不出有缺陷。

6).螺型位错周围的点阵畸变随离位错线距离的增加而急剧减少，故它也是包含几个原子宽度的线缺陷。

(3)面缺陷

面缺陷的特征是在一个方向上的尺寸很小，另外两个方向上的尺寸相对很大，呈面状分布。金属晶体中的面缺陷主要是指晶体材料中的各种界面，如晶界、亚晶界和相界等。如图2-2-12所示，多晶体的界面处由于各晶粒的取向各不相同，原子排列很不规整，晶格畸变程度较大。金属多晶体中，各晶粒之间的位向差大都在30°～40°，晶界层厚度一般在几个原子间距到几百个原子间距内变动。这是晶体中一种重要的缺陷。由于晶界上的原子排列偏离理想的晶体结构，脱离平衡位置，所以其能量比晶粒内部的高，从而也就具有一系列不同于晶粒内部的特性。例如，晶界比晶粒本身容易被腐蚀和氧化，熔点较低，原子沿晶界扩散快，在常温下晶界对金属的塑性变形起阻碍作用。由此可以看出，金属材料的晶粒越细，则晶界越多，其常温强度越高。因此对于在较低温度下使用的金属材料，一般总是希望获得较细小的晶粒。晶粒也不是完全理想的晶体，而是由许多位向相差很小的所谓亚晶粒组成的。晶粒内的亚晶粒又称为晶块，其尺寸比晶粒小2～3个数量级，一般为10-6～10-4cm。亚晶粒之间位向差很小，一般小于1°～2°。亚晶粒之间的界面称为亚晶界，亚晶界实际上是由一系列刃型位错所构成。亚晶界上原子排列也不规则，亦产生晶格畸变。与晶粒相似，细化亚晶粒也能显著提高金属的强度。晶粒之间位向差较大，亚晶粒之间位向差较小。大于10°～15°的晶界称为大角度晶界，亚晶界是小角度晶界，其结构可以看成是位错的规则排列。

图2-2-12晶界亚晶界