河流花样形成机理

解理断裂中河流花样的形成机理

解理断裂常发生于低温、高应变速率、应力集中及粗大晶粒的条件下，裂纹一经形成，便会迅速扩展。因为解理的存在取决于晶体结构，并且它沿着十分确定的原子面扩展，所以，宏观观察解理断口是十分平滑的，相邻的区域没有塑性变形，而在电镜下观察每一个解理小刻面，发现这些小刻面并不是一个单一的解理面。金属解理断口的微观形貌最主要特征是河流花样。

河流花样的形成是因为解理并非沿单一的结晶学平面进行，而是沿着相互平行的许多平面以不连续的方式开裂的。不在一个平面上的解理裂纹在向前扩展时，通过二次解理或与螺型位错相交时产生割阶，即解理台阶。解理台阶在裂纹扩展过程中逐渐会合，直至最后断裂。河流花样就是裂纹扩展中的解理台阶在微

观断口上的表现。裂纹源在河流的上游，顺流方向即裂纹扩展方向。

晶界常使解理断口呈现更复杂的形态。当解理裂纹通过小角度倾斜晶界时，由于小角度晶界由刃型位错组成，其两侧晶体仅相互倾斜一小角度，且有公共交截线，则它们对河流花样的穿过不产生多大影响，裂纹能穿过晶界，“河

流”能连续地延伸到相邻晶粒内。

当解理裂纹通过扭转晶界时，因晶界由螺位错组成，其两侧晶体以边界为公共面转动一小角度，使两侧解理面存在位向差，故裂纹不能连续通过晶界而必须重新形核，在晶界处形成新的“河流”，产生河流激增。当裂纹穿过大角度晶界时也形成大量“河流”。

解理断裂中河流花样的形成机理

解理断裂常发生于低温、高应变速率、应力集中及粗大晶粒的条件下，裂纹一经形成，便会迅速扩展。因为解理的存在取决于晶体结构，并且它沿着十分确定的原子面扩展，所以，宏观观察解理断口是十分平滑的，相邻的区域没有塑性变形，而在电镜下观察每一个解理小刻面，发现这些小刻面并不是一个单一的解理面。金属解理断口的微观形貌最主要特征是河流花样。

河流花样的形成是因为解理并非沿单一的结晶学平面进行，而是沿着相互平行的许多平面以不连续的方式开裂的。不在一个平面上的解理裂纹在向前扩展时，通过二次解理或与螺型位错相交时产生割阶，即解理台阶。解理台阶在裂纹扩展过程中逐渐会合，直至最后断裂。河流花样就是裂纹扩展中的解理台阶在微

观断口上的表现。裂纹源在河流的上游，顺流方向即裂纹扩展方向。

晶界常使解理断口呈现更复杂的形态。当解理裂纹通过小角度倾斜晶界时，由于小角度晶界由刃型位错组成，其两侧晶体仅相互倾斜一小角度，且有公共交截线，则它们对河流花样的穿过不产生多大影响，裂纹能穿过晶界，“河

流”能连续地延伸到相邻晶粒内。

当解理裂纹通过扭转晶界时，因晶界由螺位错组成，其两侧晶体以边界为公共面转动一小角度，使两侧解理面存在位向差，故裂纹不能连续通过晶界而必须重新形核，在晶界处形成新的“河流”，产生河流激增。当裂纹穿过大角度晶界时也形成大量“河流”。


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