(4)孪晶

金属的塑性变形除了以滑移方式进行外, 孪晶也是塑性变形的重要方式之一。所谓孪晶, 就是晶体在切应力的作用下, 其一部分沿着某一定的晶面和晶向, 按一定的关系发生相对的位向移动, 其结果使晶体的一部分与原晶体的位向处于相互对称的位置 (图1-12)。也称为孪生(孪晶)或双晶。

图1-12 晶体的孪生

在孪晶变形时, 所有平行于孪晶面的原子平面都朝着一个方向移动。每一晶面移动距离的大小与它们距孪晶面的距离成正比。孪晶变形后, 晶体的变形部分与未变形部分以孪晶面为对称面形成对称。

孪晶是否发生, 和晶体的对称性有密切关系。面心立方的金属, 由于对称性高, 容易滑移, 孪晶不常见。体心立方晶格的金属只有在冲击变形或低温拉伸时, 才出现孪晶。密排六方晶格金属, 其对称性低, 滑移系统少, 当晶体取向不利于滑移时, 孪晶便成为塑性变形的主要方式。

孪晶的进行过程往往是突变式的, 并可听到特有的干裂声, 在某些情况下会使晶体产生空隙, 降低其密度。孪晶也可以在相变和再结晶时出现。如对密排六方晶格的金属试样进行拉伸, 当变形达到一定程度后, 即开始出现锯齿型的拉伸曲线。此时还可以听到折裂声, 这就是晶体内产生了孪晶式塑性变形过程的象征。

一般孪晶过程不能引起较大的塑性变形, 而仅当滑移过程受阻, 变形抗力显著增加时, 继续滑移的变形抗力超过产生孪晶的临界值时, 才出现孪晶。孪晶的出现可能会使个别取向不利的滑移面变成有利取向, 从而使滑移继续下去。但一般出现了孪晶变形, 就象征着金属即将发生断裂而宣告塑性变形的终了。