1934年，埃貢·歐羅萬（Egon Orowan），麥可·波拉尼（Michael Polanyi）和 G.I. 泰勒（G. I.
Taylor）三位科學家幾乎同時提出了塑性變形的差排機制理論，解決了上述理論預測與實際測試結果相矛盾的問題[5]，[6]，[7]。差排理論認為，之所以存在上述矛盾，是因為晶體的切變在微觀上並非一側相對於另一側的整體剛性滑移，而是通過差排的運動來實現的。一個差排從材料內部運動到了材料表面，就相當於其差排線掃過的區域整體沿著該差排伯格斯向量方向滑移了一個單位距離（相鄰兩晶面間的距離）。這樣，隨著差排不斷地從材料內部發生並運動到表面，就可以提供連續塑性形變所需的晶面間滑移了。與整體滑移所需的打斷一個晶面上所有原子與相鄰晶面原ꐊl的鍵合相比，差排滑移僅需打斷差排線附近少數原子的鍵合，因此所需的外加剪應力將大大降低。
在對材料進行「冷加工」（一般指在絕對溫度低於0.3 Tm下對材料進行的機械加工，Tm 為材料熔點的絕對溫度）時，其內部的差排密度會因為差排的萌生與增殖機制的激活而升高。隨著不同滑移系差排的啟動以及差排密度的增大，差排之間的相互交截的情況亦將增加，這將顯著提高滑移的阻力，在力學行為上表現為材料「越變形越硬」的現象，該現象稱為加工硬化（work hardening）或應變硬化（strain
hardening）。纏結的差排常能在塑性形變初始發生時的材料中找到，纏結區邊界往往比較模糊；在發生動態回復（recovery）過程後，不同的差排纏結區將分別演化成一個個獨立的胞狀結構，相鄰胞狀結構間一般有小於15°的晶體學取向差（小角晶界）。
由於差排的積累和相互阻擋所造成的應變硬化可以通過適當的熱處理方法來消除，這種方法稱為退火。退火過程中金屬內部發生的回復或再結晶等過程可以消除材料的內應力，甚至完全恢復材料變形前的性能。
刃差排的爬升
差排可以在包含了其伯格斯向量和差排線的平面內滑移。螺差排的伯氏向量平行於差排線，因此它可以在差排線所在的任何平面內滑移。而刃差排的伯氏向量垂直於差排線，所以它只有一個滑移面。但刃差排還有一種在垂直於其滑移面方向上的運動方式，這就是爬升，即構成刃差排的多餘半原子面的伸長或縮短。
爬升的驅動力來自於晶格中空位的運動。如圖9所示，若一個空位移到了刃差排滑移面上與差排線相鄰的位置上，則差排核心處的原子將有可能「躍遷」到空位處，造成半原子面（差排核心）向上移動一個原子間距，這一刃差排「吸收」空位的過程稱為正爬升。若反之，有原子填充到半原子面下方，造成差排核心向下移動一個原子間距，則稱為負爬升。
由於正爬升導致了多餘半原子面的退縮，所以將使晶體在垂直半原子面方向收縮；反之，負爬升將使晶體在垂直半原子面方向膨脹。因此，在垂直半原子面方向施加的壓應力會促使正爬升的發生，反之拉應力則會促使負爬升的發生。這是爬升與滑移在力學影響上的主要差別，因為滑移是由剪應力而非正應力促成的。
差排的滑移與爬升另一處差異在於溫度相關性。溫度的升高能大大增加差排爬升的機率。相比而言，溫度對滑移的影響則要小得多。
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 118.170.114.170