高溫下拉應力形成孔洞剪切帶截面分析顯微鏡
如果應變軟化足夠強,整個變形過程將變得不穩定,變形過程
中微小的擾動都會被加速?梢酝ㄟ^增加局部的塑性功和熱量使材
料軟化,較終顯著地改變材料傳遞剪應力的能力。隨著不穩定性的
發展,會形成一個“后失穩”結構,完整的絕熱剪切帶得以形成,
此過程通?醋魇蔷钟蚧。剪切帶內應力的減小會導致鄰近區域
材料的卸載,實際上那里的剪切已經停止。較后所有的剪切變形都
發生在剪切帶內,其本身的溫度會變得非常高;剪切帶兩邊的材料
像剛體一樣發生簡單的相對位移。剪切帶內局部劇烈變形產生的熱
量通過熱傳導傳遞到鄰近溫度較低的部分而達到平衡。較后的變形
過程不是絕熱的,所以短語“絕熱剪切帶”實際上是一個歷史性的
誤稱。許多早期的變形可以認為是絕熱的,因為通常在這個階段大
的應變率導致熱傳導不占主要地位。但是一旦失穩和局域化開始,
剪切帶兩邊的溫度梯度會變得非常大,此時的變形就不能再稱為絕
熱剪切。如果促使剪切帶形成的動力停止,剪切帶內的切變和熱量
產生也必然停止,剪切帶內的熱傳導會使溫度從峰值急劇下降。
不穩定性和局域性解釋了絕熱剪切帶非常窄的原因。應力下降
和鄰近材料的卸載說明了“不可逆”的應變模式。伴隨著急冷急熱
的高應變和加工硬化,剪切帶內產生了高硬度,盡管有時這些方式
會根據具體的應變一熱循環而改變,甚至包括回復和再結晶過程。
在剪切帶形成的過程中,有附加載荷作用時,根據材料的狀態,在
剪切帶內會形成孔洞或裂紋,高溫下拉應力會形成孔洞,快冷會
形成裂紋,同時材料變脆變硬。這再一次證明,當壓力一熱循環發
生作用時,絕熱剪切帶可在許多不同材料中以不同的形態出現,而
不是僅僅發生在應力集中的區域。