ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Движение и размножение дислокаций при развитии пластической деформации из "Жесткость и прочность стальных деталей " Анализ движения дислокаций позволяет объяснить, почему предел сопротивления скольжению для малы.х монокристалличе-ских образцов из чистых металлов соответствует значительно более низким напряжениям по сравнению с пределом текучести поликристаллических технических металлов, и почему испытания чистых металлов при нормальной или повышенной температуре приводят к очень большим пластически.м деформациям. Причиной этих различий является меньшее количество загрязнений и более правильное строение кристаллической решетки в образцах из чистых металлов, облегчающее движение дислокаций и возникновение скольжения. [c.108] Во время движения дислокации ее энергия постепенно рассеивается путем излучения упругих волн в окружающий материал до тех пор, пока в конце концов какое-либо препятствие не приостановит ее движение. Дальнейшее движение дислокации до поверхности монокристалла или до границы зерна возможно только при условии увеличения действующего напряжения. Чем больше число препятствий на пути движения дислокации, тем более значительным должно быть увеличение напряжения за время движений дислокации в плоскости скольжения. [c.108] Дислокация имеет сложную волнистую форму, обусловленную препятствиями на пути ее распространения в виде нарушений регулярного строения кристаллической решетки, скоплений чужеродных атомов и леса дислокаций. Отсюда следует, что скольжение блоков кристаллической решетки всегда происходит в пределах некоторого интервала напряжений. [c.108] На величину критического напряжения оказывают влияние силы взаимодействия дислокаций противоположных знаков, расположенных в данной плоскости скольжения. Ввиду этого критическое напряжение зависит от плотности дислокации. [c.108] Как уже указывалось выше, чем больше плотность дислокаций, т. е. чем меньше расстояние между смежными дислокациями, те.м выше критическое касательное напряжение т . Так как плотность дислокаций в процессе деформации увеличивается, то касательное напряжение, необходимое для развития пластических деформаций, также увеличивается, что соответствует наблюдаемому при испытаниях упрочнению металла в процессе пластической деформации. [c.108] Если напряжение, обусловленное действием внешних сил, не увеличивается, и петли образуются только благодаря случайным флуктуациям, то образование петель происходит без увеличения длины дислокационной линии некоторые петли исчезают при образовании новых петель. Петли обладают высокой подвижностью и поэтому легко перемещаются вдоль дислокационной линии. [c.109] Указанные соображения относятся к случаю свободной линии дислокации. Если движение линии дислокации приостановлено каким-либо препятствием или если по ее длине имеются ступеньки, то при образовании петель длина линии дислокации изменяется, и напряжение вдоль нее увеличивается. В этом случае для образования петель необходима более высокая энергия активации. [c.109] Точка встречи двух или большего числа дислокаций называется узлом дислокаций. Простейший тип узла дислокаций, образованный краевой и винтовой дислокациями, показан на рис. 91. Узел образуется в результате наложения двух дислокаций. Результирующая двух одинаковых векторов Бургерса двух дислокаций противоположного знака при этом равна нулю. Точка встречи трех дислокаций называется тройным узлом (рис. 92). Узел, образованный более чем тремя дислокациями, неустойчив и распадается на несколько тройных узлов. Структуру узлов дислокаций исследовал Томпсон [81 [. Узлы. югут быть компактными (точечными) или разнесенными (рис. 93). Во втором случае точки контакта дислокации находятся на некотором расстоянии одна от другой, В месте узла в Д 1слокационной линии люжет иметь место разрыв. Узлы обладают малой подвижностью и могут представлять точки фиксации дислокационной петли. [c.110] В поликристаллических металлах дислокации перемещаются к границам зерен, где происходит постепенное их накопление. Накопление днслокаций обозначает концентрацию энергии упругой деформации, которая совместно с работой внешних сил действует на источники дислокаций в соседних зернах. Описанное взаимодействие влияет иа аиряжение, потребное для движения дислокаций. [c.111] Как видно из рис. 53, группировка дислокаций в ряды, делающая возможным изменение направления кристаллографических плоскостей во время пластической деформации в сторону приближения к направлению одноосного напряжения от внешней нагрузки, может играть важную роль, например в последней фазе испытания монокристаллов на растяжение. Причиной этого является возникновение изгибающих моментов на обоих закрепленных концах образца в результате скольжений в его средней части. [c.113] При нагружении образца дислокации сначала быстро перемещаются в плоскости скольжения, что приводит к развитию пластической деформации кристалла. В дальнейшем дислокации более. медленно перемещаются в направлении, перпендикулярном к плоскости скольжения, в процессе диффузии. Пример такого движения представляет собой восходящее движение краевых дислокаций. Это медленное движение связано с диффузией вакансий и атомов внедрения в сторону дислокации. [c.114] В предыдуш,их разделах было показано, что в случае винтовой дислокации ие наблюдается существенного взаимодействия между дислокацией и точечными дефекта, ш ато, нюй решетки. Ввиду этого винтовая дислокация не имеет медленного движения, связанного с диффузией. В случае смешанной дислокации образуется петля сложной формы. Однако при любом самом сложном движении скольжения проекция петли на плоскость, перпендикулярную вектору Бургерса, остается без изменения. [c.115] В то же время эта проекция изменяется при диффузионном движении краевой составляющей отрезков линейных дефектов. [c.115] Знание механизма, делаюнхего возможным восходящее движение дислокаций, особенно важно для понимания явления ползучести при высоких температурах. Необходимо знать зависимость этого процесса от напряжения и соответствующую энергию активации. [c.115] Восходящее движение дислокации облегчается образованием ступенек в местах пересечения дислокации. Коэффициент диффузии вдоль дислокационных линий оказывается пониженным в точках нарушения регулярного строения кристаллической рещетки, и поэтому полная энергия активации для восходящего движения дислокаций также оказывается ниже значения, вытекающего из приведенных выше соображений [82]. [c.116] Величина энергии активации для образования вакансии была вычислена Хантингтоном [831 и позднее уточнена Фуми, которые получили значение порядка 1 м. Ввиду сложности вопроса эти расчеты нельзя считать достаточно надежными для использования в настоящее время их результатов применительно к реальной кристаллической решетке металлов. Это относится также и к металлам, для которых силы сцепления сравнительно легко определяются. [c.116] Динамическое разупрочнение представляет собой состояние металла, нагруженного внешними силами, прн котором происходит перестройка днслокаций и образование ступенек в точках пересечения дислокационных линий. [c.116] Вернуться к основной статье