“三带”即是:滑移带(slip band)、吕德斯带(Lüders band)、剪切带(shear band)。

滑移带(slip
band
),

应当是最好明晰的,早期的《金属学》,现在的《材料科学基础》实验中或许是会涉及的。只要自己做过实验,观察到过滑移带(滑移线),就可以自行总结特征,

比如:所有金属材料、单个晶粒、抛光外表面(磨面)、显微镜观察(高倍)。

吕德斯带(Lüders band),

就会有些含混了。我自己也是一样,很多年后,再次阅读、理解吕德斯带有些进步。其发现的基本源头是:

The
phenomenon of Piobert
Lüders band formation
in ferritic steels is well known and was first reported by Piobert et al.
1842and then more famously Lüders1860. 【机器翻译:铁素体钢中形成PiobertLüders带的现象是众所周知的,Piobert等人(1842)首次报道了这一现象,随后更著名的是Lünders1860)。】

【注:19世纪,法国军事工程师、科学家Guillaume Piobert1793-1871)在实验中观察到了金属材料在拉伸时,材料会形成与加载轴线呈近似45°粗糙不平的条纹;后来这一现象又被W. Lüders****-****)发现。现在,这些条纹被人们称为吕德斯带(Lüders band)。】

对于普通专业人士,现在可以明晰的是:

[1] 人们已经对LB现象进行了大量的研究,但,LB现象的基本机制,似乎仍然没有得到很好的理解。

[2] 吕德斯带(Lüders band)的概念在全世界都很有名,但是,发现者吕德斯的个人情况却是完全泯灭,连名字(his first name)都没有,仅仅是,W. Lüders(有个首字母)。

[3] 很多人,会将吕德斯带与滑移带(线)混淆。(我也曾经是的,现在明白过来了。[7])

[4] 再有,随着科技史研究的深入,发现了更早的现象发现者,A.Piobert;因此,也就有人将吕德斯带(Lüders
band
)称之为:皮奥伯特吕德斯带(Piobert–Lüders band)。

[5] 吕德斯著名的论文是这个:Lüders, W. Üeber die Aeußerung der Elasticität an stahlartigen
Eisenstäben und Stahlstäben, und über eine beim Biegen solcher Stäbe
beobachtete Molecularbewegung. Dinglers Polytech Journal 1860 ; 155: 18 – 22 .

[6] 吕德斯带,是在生产过程中发现的,其是一种目测可见的“宏观现象”。由此可推论:需要众多晶粒协调、配合;现象的发生,是局部、非均匀的,逐步“扩展”;也相信,每个晶粒的外表面会有密集的滑移带出现。

剪切带(shear
band
),

我自己也还有些“晕”,仅仅看资料,似乎总是有什么东西没有“看破”,以至于还无法很好的理解。我只是有个思路,地质学上的剪切带的机理,与金属材料内部剪切带的机理,是相通的。

有两点可能是明晰的:

一个,剪切带是很局部的,尺度比较而言“很窄”,不存在类似吕德斯带的扩展,只是处于材料的特定局部位置;

一个,剪切带局部的塑变是巨大的,且一块材料内部很多特定地方都会出现类似的剪切带,不会只看到偶发的“一处”。

金属材料剪切带研究,还是很前沿的。没有实践,理解起来很痛苦。资料[10]算是不错的了,自己看过,还是没能入门。

“三带”的共同点是:

都与塑变紧密相关。也就是说,专业术语中其他的“带”,若是与塑变无关的,一般也就和“三带”的认识思路是不同的,不必搅和在一起。

当然,万物皆有联,也不存在绝对的无关。就比如“带状组织”,也和之前的塑变成形,有些关系,之前的成分偏析及夹杂物的带状分布,促成了以后相变组织组成物分布的特点。

不解之处:

吕德斯带、剪切带,都没看到一处从宏观到微观的系列图像介绍,很多时候,直接呈现微观,有些懵。另外,不介绍全过程的“操作细节”,只是介绍“个别点”,旁观者理解起来会很费劲。也不知,是故意还是无意。

参考资料:

[1] https://zhuanlan.zhihu.com/p/23356923 关于材料科学的几个“带”问题?    ATP  1 人赞同了该文章  发布于2016-11-01 21:31

滑移带,变形带(形变带?),吕德斯带,剪切带(绝热剪切带?),带状组织。

[2] https://www./publication/357168131_Luders_band_phenomenon   Luders band phenomenon

First reported by Guillaume Piobert and W. Lüders, Lüders
bands, also known as ‘slip bands’ or ‘stretcher-strain
marks,’ are localized bands of plastic deformation in metals experiencing
tensile stresses, common to some metals, particularly annealed low-carbon
steel, or mild steel, show a discontinuity  when transitioning  from elastic to  plastic  deformation that produces the yield point
phenomenon in the stress strain curve. An example of the discontinuity as the

『三带』迷局:滑移带、吕德斯带、剪切带
material enters the plastic region is shown in Figure 1. Here the yield point
is located just beyond the point where the offset yield line intersects the
stress strain curve.

Guillaume PiobertW.Lüders首次报道了Lünders带,也称为“滑移带”或“拉伸应变标记”,是经历拉伸应力的金属中的局部塑性变形带,这在一些金属中很常见,特别是退火低碳钢或软钢,当从弹性变形转变为塑性变形时显示出不连续性,这在应力应变曲线中产生屈服点现象。材料进入塑性区域时的不连续性示例如图1所示。这里,屈服点刚好位于偏移屈服线与应力应变曲线相交的点之外。

[3] https://baike./5129.html   吕德斯带(Lüders band

低碳钢试样拉伸时,其表面一部分所出现的、与拉伸轴向大致呈45°角的明显条纹(见图)。这些条纹在应力达到上屈服点(见屈服台阶)A时开始显露,而当应力下降到下屈服点B时,它们即沿着试样长度扩展开来。吕德斯带与滑移带(slip band,见滑移)不能混同,吕德斯带是指开始屈服时产生的现象,一个吕德斯带往往是由许多晶粒协调变形而产生的。在屈服台阶范围内的塑性变形是不均匀的,当应力达到上屈服点时,首先在试样的应力集中部位产生一个已屈服的变形带,随应力急剧下降变形带会继续形成和扩展,台阶线段上每一小波动就对应一个新变形带的形成

[4] https://www./science/article/abs/pii/S0924013607009405     Predicting of the Lüders bands in the processing of TH material in computer environment by
means of stochastic modeling  
用随机模型预测TH材料加工过程中的Lüders谱带

Nonhomogenous yielding and
straining of materials is the process of the emergence and subsequent
propagation of plastic deformation bands that results in a strain state in
which deformation is partly localized and partly retarded or non-existent.
These plastic deformation bands have been differently termed: stretcher
strains, flow lines, strain figures, stretching figures, plastic flow stress
figures, deformation bands, elongated surface markings, characteristic of no. 5
temper, worms
Barisic, 2005, though most often Lüders’
bands or Lüders’ deformation and rarely Lüders’ lines, named after Lüders
1854) (Lüders, 1860,
who discovered them. In 1854 Lüders investigated, and in 1860 he reported that
a regular pattern of figures and lines appeared on the surface of rolled steel
for spring
Fig. 1 and also on
the surface of knives after their manufacture. This phenomenon Lüders observed
after the tempering and bending of these products. It is not widely known that
the first discoverer of this phenomenon was A. Piobert in 1842 and because of
that some scientists call this type of deformation Piobert–Lüders’ bands
Piobert et al., 1842. Also, for the same
bands there exist the terms Chernov’s bands
Čaušević,
1979
and Hartmann’s bands Hartmann,
1896
according to the scientists who observed them,
nonetheless both of them later than Lüders. Also, it can be found in literature
that some authors will confuse Lüders’ bands with slip lines. The slip lines
are intersections of slip surfaces with the other surfaces of a crystal. A lot
of crystals cooperate to create a Lüders’ band where each of them slips on its
slip surface.

材料的非均匀屈服和应变是塑性变形带出现和随后传播的过程,导致变形部分局部化、部分滞后或不存在的应变状态。这些塑性变形带被不同地称为:拉伸应变、流线、应变图、拉伸图、塑性流动应力图、变形带、细长表面标记、5号回火特征、蠕虫(Barisic2005),尽管最常见的是Lüders带或Lünders变形,很少有Lü德斯线,以Lüder1854)命名(Lüdes1860),是谁发现的。1854年,吕德斯进行了调查,并于1860年报告称,弹簧用轧钢表面出现了规则的图形和线条图案(图1),刀具制造后也出现在刀具表面。吕德斯在对这些产品进行回火和弯曲后观察到了这种现象。人们并不普遍知道这一现象的第一个发现者是1842年的A.Piobert,因此一些科学家将这种类型的变形称为Piobert–Lüders带(Piobert et al.1842)。此外,对于相同的谱带,根据观察它们的科学家的说法,存在着Chernov谱带(Čaušević1979)和Hartmann谱带(Hartmann1896)这两个术语,尽管它们都晚于Lüders。此外,在文献中可以发现,一些作者会将吕德斯的谱带与滑移线混淆。滑移线是滑移表面与晶体的其他表面的交叉点。许多晶体相互作用形成了一个Lüders带,每个晶体在其滑动表面上滑动。

Numerous
investigations have been performed on the LB phenomenon but despite all of the
research effort put into this phenomenon over the years, the basic mechanism
underlying the LB phenomenon is still not well understood. A similar situation
surrounds the discoverer of LB, in that the notion of Lüders’ bands is
well-known world wide, but nobody has any further information about him, not
even his first name
except for the first letter as an initial.

人们已经对LB现象进行了大量的研究,但尽管多年来对这一现象进行了所有的研究,LB现象的基本机制仍然没有得到很好的理解。LB的发现者也有类似的情况,因为吕德斯带的概念在全世界都很有名,但没有人知道关于他的任何进一步信息,甚至没有他的名字(除了第一个字母作为首字母)。

[5] https://www./figure/Comparison-among-the-structures-described-in-this-study-a-a-theoretical-strike-slip_fig4_285511883 The geodynamics of the southern Tyrrhenian Sea
margin as revealed by integrated geological, geophysical and geodetic data
综合地质、地球物理和大地测量数据揭示的第勒尼安海南部边缘的地球动力学

(地理学上的,很像铝合金大变形度塑变的组织样貌!)

[6] https://blog.sciencenet.cn/blog-202254-603296.html  什么是剪切带【shear
band
?  已有 18064 次阅读  2012-8-17 22:28

shear bands in
metallic glass
(金属玻璃中的剪切带)

[7] https://blog.sina.com.cn/s/blog_674374ae0101e88x.html 1886-吕德斯带(Lüders bands)是不是滑移带(slip bands) (2014-01-20 11:47:01

[8] https://www./searchk=%E5%90%95%E5%BE%B7%E6%96%AF%E5%B8%A6&r=1684943178999

[9] https://www.staff./s.j.bull/mmm452/autobody/sld001.htm Automobile Body Processing

Slide 15 of 40(注:看着,似懂非懂;没见识过真实的样品。)

[10] https://mp.weixin.qq.com/s/-nkXs5YAQgFDsDGGb5yVuw   前沿动态 | 陈艳:剪切带的奥秘    原创 陈艳 力学科普   2022-04-06 15:49   发表于北京

剪切带是什么? 简单地说,剪切带就是介质中剪切变形高度集中的局部化区域。那么,什么是“剪切变形”呢?咱们以一个杆件为例,当受到与杆件截面平行、相距很近、大小相等、方向相反的一对外力F作用时,以杆件横截面发生相对错动为主要特征的变形形式,称为剪切变形(图1)。

1  切变形示意(作者绘制)