金屬?gòu)椥?金屬塑性,金屬?gòu)?qiáng)度
從前，在奴目縱覽不象今大通過電說很容易補(bǔ)到滿足}}}}t}}侯，人們?cè)谀晔泻图猩喜粌H
可以觀看到少年女郎的技巧表演和魔術(shù)師的魔術(shù)表演，而且也可以看到大力士在傾刻之間便
把鐵鏈掙斷、把蹄鐵弄碎或把一束金屬棒折彎的情景。有時(shí)候表演者會(huì)拿出一疊鈔票，說是
哪個(gè)觀眾能把那束折彎了的金屬棒當(dāng)中的一根再扳直，這疊鈔票就給這位觀眾。有一個(gè)人自
信他的力氣很大，但他無(wú)論怎樣地使勁，也未能成功地把這束金屬棒中的任何一根扳直，最
后只落得一陣哄笑。一般來說大家都沒有注意，那位表演者雖然能把這束金屬棒折彎，但卻
再也不能把它們扳直。要把它們?cè)侔庵敝挥性诓还_的場(chǎng)合下進(jìn)行，因?yàn)樵诎庵敝跋纫?br /> 這些金屬棒進(jìn)行緞燒，使它們軟化退火。扳直之后再進(jìn)行第二次退火，然后這束金屬棒又可
在下次表演時(shí)使用。通過折彎以及扳直時(shí)的冷變形，金屬被硬化了，而且變形最厲害的地方
硬化得也最厲害。年市上的角力士就是利用了金屬的這種效應(yīng)。他們是把軟化退火后的金屬
棒折彎，而那位勇敢的觀眾只能試著扳直已經(jīng)變形而硬化了的金屬棒，當(dāng)然非得失敗不可。
    盡管人類用金屬鍛造各種形狀的器物的歷史已有六千年之久，而且對(duì)鍛造過程中出現(xiàn)的
伴生現(xiàn)象，如硬化，非常熟悉，但直到幾十年前，人們還不知道金屬在變形后其內(nèi)部到底發(fā)
生了什么變化，我們可以利用一個(gè)簡(jiǎn)單的模型來形象地說明一種金屬在變形過程中發(fā)生的情
況。我們知道，金屬是結(jié)晶體，因此內(nèi)部原子是規(guī)則排列的。晶體內(nèi)部原子的排列也就是金-
屬離子，就象士兵排著縱橫隊(duì)列一樣。盡管原子的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，我們?nèi)钥梢园阉傧霝閺椥?br /> 球體。這樣，我們就完全能夠用這個(gè)模型來非常清楚地解釋金屬的變形和硬化。


  一片薄薄的金屬片，如一片刮臉刀片，可以變彎，松開后它便彈回去，恢復(fù)它本來形
狀，幾乎不留下一點(diǎn)變形的痕跡，就是說刀片呈現(xiàn)彈性。一根銅絲的情況就不一樣了。如果
把它弄彎，即使去掉作用力，它仍然彎著，就是說銅有塑性。一種材料是表現(xiàn)出彈性還是IM
性，這要取決于多方面的原因。經(jīng)淬火的鋼制成的刀片不可能有塑性變形，要是過分地彎它
就會(huì)斷裂。一根冷拔銅絲在輕微負(fù)荷下表現(xiàn)出彈性，而比較用力地彎曲它就會(huì)表現(xiàn)出塑性，
超越一定程度的塑性變形就也會(huì)出現(xiàn)斷裂，而這一定程度的塑性變形取決于先前的冷拔硬化
狀況。
    現(xiàn)在回到我們的模型.七來，并解答金屬在變形后內(nèi)部發(fā)生了什么變化這個(gè)問題。處于未
受力狀態(tài)的原始立方體晶格里的理想的原于排列，在彈性應(yīng)力作用下，如通過彎曲，就會(huì)發(fā)
生變化。如果去掉應(yīng)力，原子就回到它們?cè)瓉淼奈恢谩．?dāng)產(chǎn)生持久變形時(shí)，就意味著在我們
這個(gè)模型中這一半原子與另一半原子之間發(fā)生了滑移，滑移出一個(gè)或更多個(gè)原子間隔0金屬
物理學(xué)家算過，用上述方式使橫斷面為一平方厘米的純凈鐵的晶體之間產(chǎn)生滑移，大約iN要
840。牛頓的力。實(shí)際上10牛頓就夠了?？隙ㄊ俏覀兊哪Ｐ筒煌晟?，它所反映的實(shí)際情況錯(cuò)
了，一定是缺了什么東西，但缺的是什么呢?
    英國(guó)金屬物理學(xué)家N. F.摩特做過一個(gè)鮮明的比較。妥移動(dòng)一塊鋪開在地板上的大地
毯有兩種基本方法?；蛘呷藗冏プ∷囊贿?，把它整個(gè)拉到指定的地方，或者把它疊起來小
心地用力推到預(yù)定的地點(diǎn)。第二種方法要比第一種方法省力得多。在金屬晶體里雖然沒有
‘折疊”，但存在著不符合理想結(jié)構(gòu)的排列，在這種排列中存在著所謂的位錯(cuò)。在塑性變形時(shí)，
此位錯(cuò)就穿過晶休。在這種情況下，21,了不需妥同時(shí)在整個(gè)滑移面上變換位置，而是依次相
繼變換位置。顯然，這與推動(dòng)折疊起來的地毯的情況是相類似的。事實(shí)上在使一個(gè)實(shí)際的晶
體發(fā)生變形所需的力跟在完整無(wú)缺陷的理想晶體情況下理論上所要求的力比較起來更小得
多，這是可以理解的。


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