上一期我们讲解了单相（固溶体）合金的塑性变形，本期将继续对上海交通大学版《材料科学基础》第5章内容：材料的形变和再结晶，多相合金的塑性变形进行讲解。
01 多相合金的塑性变形
多相合金与单相固溶体合金的不同之处是除基体相外，还有第二相存在，第二相的数量、尺寸、形状和分布不同，使多相合金的塑性变形更加复杂。若第二相粒子与基体晶粒尺寸属同一数量级，称为聚合型两相合金。若第二相粒子细小而弥散地分布在基体晶粒中，则称为弥散分布型两相合金。
需要注意的是，第二相不一定都起到强化作用，取决于第二相的性质、形状、分布、数量等因素：
（1）脆的第二相呈不连续的网状分布在晶界上，使塑韧性大大降低。
（2）第二相在晶粒内部呈片层状分布，使其强度、硬度比基体金属要高得多，使塑韧性下降。
（3）第二相在晶粒内呈弥散点状分布，使硬度和强度大大提高，对塑韧性影响不大。这是最有利的分布，这种由于第二相呈点状弥散分布在基体内，使其强度、硬度明显升高的现象叫弥散强化。
故只有当第二相以细小弥散的微粒均匀分布在基体相中时，将产生显著强化。第二相的硬度越大，数量越多，颗粒越细小，强化作用越大。
第二相粒子的强化作用是通过其对位错运动的阻碍作用而表现出来的，当位错遇到第二相时，位错运动阻力上升，使合金强度提高，塑性下降。
第二相的来源：
过饱和固溶体脱溶过程产生（时效强化、沉淀强化）
粉末冶金方法获得（弥散强化）
第二相的种类：通常按第二相粒子的尺寸大小可分为不可变形粒子和可变形粒子两类。
02 聚合型合金的塑性变形
将此种情况总结至表1。
表1 聚合型两相合金的塑性变形与强化
03 不可变形粒子的强化作用（绕过机制）
弥散分布型合金的塑性变形将分为两种情况：不可变形粒子的强化机制和可变形粒子的强化机制。 当运动位错与其相遇时，将受到粒子的阻挡，使位错线绕着它发生弯曲，随着外加应力的增大，位错线受阻部分的弯曲加剧，以致围绕着粒子的位错线在左右两边相遇，形成包围着粒子的位错环，位错线的其余部分则越过粒子继续移动，如图1所示。每个留下的位错环都要作用于位错源反向应力，继续变形时必须增大应力以克服此反向应力，使流变应力迅速提高。迫使位错线弯曲到曲率半径为R时所需的切应力：
该强化机制称为位错绕过机制，也称奥罗万机制。
04 可变形微粒的强化作用【适用沉淀硬化】（位错切过机制）
在第二相一般与基体保持共格关系、尺寸较小、有一定塑性、可以变形的条件下发生。位错将切过粒子使之随同基体一起变形，其强化机制如下：
位错切过粒子时，生成新表面，增加表面能，以共格应变场的作用强化
若粒子是有序结构，则位错切过粒子时产生反相畴界引起能量的升高。
第二相粒子与基体的晶体点阵不同或至少是点阵常数不同，位错切过粒子时必然在其滑移面上造成原子的错排，需要额外作功，给位错运动带来困难。
粒子与基体的比体积差别，在粒子周围产生弹性应力场，此应力场与位错会产生交互作用，对位错运动有阻碍。
基体与粒子中的滑移面取向不同，则位错切过后会产生割阶，阻碍整个位错线的运动。
粒子的层错能与基体不同，当扩展位错通过后，其宽度会发生变化，引起能量升高。
强化作用可总结如下：
1）位错切过粒子时,出现新的表面,界面能升高；
2）位错切过粒子时,产生反相畴界,引起能量升高；
3）位错切过粒子时,引起原子错排,需要额外做功；
4）位错切过粒子时,产生弹性应力场,阻碍位错运动；
5）位错切过粒子时,产生割阶,阻碍位错运动。
05 重要思考题
沉淀强化和弥散强化是否有区别？
06 易错题分享
1.硬性第二相对金属材料强韧性较为有利的形态和分布是( )。
A、呈网状分布在基体相的晶界上
B、以细小点状分布在基体上
C、呈针状或片状分布在基体上
2.高温下晶粒正常长大时，晶界迁移将受到第二相颗粒的阻碍，以下说法正确的是( )。
A．第二相含量越多，颗粒越粗大，阻力越大
B．第二相含量越少，颗粒越粗大，阻力越大
C．第二相含量越多，颗粒越细小，阻力越大
07 上期答案
图3为-多晶体金属的应力-应变曲线，请回答下列问题：
（1）当应力达到屈服点B时，用位错理论解释所发生的现象；
（2）应力从B增加到C和D，材料发生了加工硬化，试用位错理论说明强度增加的原因。
【解析】
（1）当应力达到屈服点B时，位错滑移至晶界受阻，在晶界处产生位错塞积，引起应力集中，该处集中的应力可启动相邻晶粒的滑移系，因而下一段位错运动所需的外力减小，应变更容易发生，在应力-应变曲线上表现为拐点。
（2）应力从B增加到C和D时，金属产生了较大程度的塑性变形，位错密度增加，大量位错缠结并且相互作用，使得位错运动阻力增大，金属形变困难，即产生加工硬化效应。
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