Франка дислокационные петли

При т, превышающих Ткр, конфигурация становится нестабильной и дислокация самопроизвольно расширяется, занимая положения 2, 3, 4. В положении 4 части дислокационной петли С п С имеют винтовые компоненты противоположного знака, т. е. они движутся навстречу друг другу в одной и той же плоскости скольжения и взаимно уничтожаются. В результате этого происходит разделение дислокации на две внешнюю и внутреннюю (положение 5). Внешняя дислокация разрастается-до поверхности кристалла, а внутренняя занимает исходное состояние. После этого весь процесс начинается сначала и будет продолжаться до тех пор, пока приложены внешние напряжения. Число дислокаций, генерируемых источником Франка — Рида, неограниченно, но в общем случае не все внешние дислокационные петли покидают кристалл. Число дислокаций увеличивается до тех пор, пока в результате взаимодействия упругих полей дислокаций суммарное обратное напряжение не сбалансирует критическое напряжение сдвига Ткр, необходимое для действия источника. После этого источник становится неактивным. [c.111]

Для развития пластической деформации необходимо увеличить число дислокаций, что наблюдается при пластическом течении (рис. 57). Механизм размножения дислокаций предложен Франком и Ридом. При увеличении напряжения исходный дислокационный сегмент (рис. 57, а) закреплен в точках АВ. При увеличении напряжения сегмент будет выгибаться (рис. 57, б) и принимать последовательно формы, приведенные на рис. 57, (I—д. При сближении выступов сегмент приобретает свою исходную конфигурацию, образуя при этом расширяющуюся дислокационную петлю (рис. 57, е). При продолжающемся действии напряжения дислокационный источник может генерировать новые дислокационные контуры. Скопление вакансий и границы зерен [c.79]

Существуют различные механизмы увеличения плотности дислокаций. Однако основным механизмом увеличения плотности дислокаций является работа источников Франка — Рида i[15, 16]. Источником Франка — Рида может быть подвижный отрезок дислокации, у которого хотя бы один из его концов жестко закреплен, В качестве потенциальных источников Франка — Рида будем считать дислокационные петли, которые закреплены точечными дефектами (примеси, вакансии, межузельные атомы и т. д.) 17]. В силу этого источники Франка — Рида могут быть дезактивированы даже и для напряжений, удо- [c.177]

Таким образом, источник Франка-Рида, т. е. дислокационный сегмент, закрепленный в двух точках, вращаясь, действует непрерывно, как дислокационная мельница , и производит замкнутые дислокационные петли (дислокации), которые, находясь на плоскости скольжения, могут резко снизить напряжение, необходимое для осуществления пластической деформации. В дальнейшем дислокации по мере увеличения их, взаимодействуя между собой, препятствуют перемещению друг друга и тормозят скольжение, что снова увеличивает сопротивление пластической, деформации. [c.29]

В процессе скольжения возникают новые дислокации, и их плотность повышается от 10 до 10 см (более высокую плотность получить нельзя из-за появления трещин и разрушения металла). Существует несколько механизмов образования новых дислокаций. Важным из них является источник Франка — Рида (рис. 5.5). Под действием касательного напряжения закрепленная дислокация выгибается, пока не примет форму полуокружности. С этого момента изогнутая дислокация распространяется самопроизвольно в виде двух спиралей. При встрече спиралей возникают расширяющаяся дислокационная петля и отрезок дислокации. Отрезок распрямляется, занимает исходное положение, и генератор дислокаций готов к повторению цикла. Один источник Франка — Рида способен образовать сотни новых дислокаций. [c.126]

Энергия тетраэдрического дефекта упаковки треугольной сидячей дислокационной петли Франка ф.т> гексагональной сидячей дислокационной петли Франка Ф.г и гексагональной совершенной дислокационной петли "гл даются следующими выражениями [c.105]

Рис. 1. Пустоты видны в виде белых пятен с одного края фольги, имеющего постоянную толщину, и в виде черных пятен с другого. На снимке видны также сидячие дислокационные петли Франка.

Гексагональные сидячие дислокационные петли Франка иногда содержат еще треугольные петли со сторонами, расположенными вдоль направлений На основании рассмотрения природы окаймления де- [c.126]

Полагая, что 1(1) число зародышей остается постоянным за время старения (отжига), что (2) зародыш представляет собой сидячую дислокационную петлю Франка, у которой периферия служит стоком для других вакансий, и что (3) скорость исчезновения вакансий пропорциональна существующей концентрации вакансий и числу стоков для них, для процесса исчезновения закаленных вакансий было получено следующее выражение [c.199]

Алюминий, Характеристики упрочнения при старении закаленного алюминия не так чувствительны к температуре закалки, как для меди и золота. Дислокационные петли, как полные призматические дислокационные петли и сидячие петли Франка, так и дислокации с большими порогами, наблюдались в закаленном и состаренном алюминии [14, 35, 39, 40]. Поэтому можно считать, что закалочное упрочнение обусловлено дислокационными петлями и порогами на дислокациях. Однако все еще не ясно, при каких условиях какие именно дефекты наиболее эффективно влияют на упрочнение. Тем не менее с обнаружением Хиршем и др.. в закаленном алюминии дислокационных петель это стало, по-видимому, доказательством того, что дислокационные петли вносят основной вклад в упрочнение. Пороги на дислокациях являются, следовательно, дополнительной причиной упрочнения металла. [c.210]

Электронно-микроскопические наблюдения показали, что наиболее типичные значения плотности и среднего диаметра петель при закалке, с 600°С равны см и 200 А соответственно, кроме того, они показали, что на ранее существующих дислокациях имеются перегибы [14]. В закаленном и состаренном алюминии были обнаружены как полные дислокационные петли, так и сидячие петли Франка. Однако сидячие петли Франка наблюдались только в сверхчистом алюминии или в образцах, закаленных повторно. Следовательно, можно считать, что в образцах, используемых в экспериментах по закалочному упрочнению, выполненных до настоящего времени, существуют только полные дислокационные петли. [c.262]

Рис. II. Схема превращения сидячей дислокационной петли Франка (Ь=Ааг) в совершенную петлю (АВ) с помощью сдвига частичной дислокации Шокли ( О) в плоскости дефекта.

Рис. 2, Сидячие дислокационные петли Франка и призматические петлй в чистом алюминии, закаленном с 600 С в силиконовом масле при комнатной темпе- ратуре.

Размножение дислокаций. Периодическое возбуждение источников Франка-Рида приводит к генерации упругих волн. Это естественно, поскольку возникновение каждой новой дислокационной петли есть элементарный скачкообразный пластический сдвиг с изменением упругого поля дислокации. Возникновение АЭ по механизму Франка-Рида подтверждает установленный факт, что скорость счета АЭ пропорциональна обратной величине среднего значения длин источников Франка-Рида. [c.168]

Дислокационная линия АВ в конце каждого цикла образования петли восстанавливается, поэтому она может генерировать неограниченное количество петель. Каждая петля при своем распространении на плоскости скольжения производит единичный сдвиг. Многократной генерацией источником Франка — Рида и образованием большого количества петель объясняются перемещения [c.66]

Будучи закрепленной на концах перетяжки, дислокация выгибается, а длина перетяжки увеличивается на стадии 7 (рис. 39,г). Движение дислокации и пластическая деформация по новой плоскости (111) могут быть облегчены, так как открываются возможности при образовании петли (см. рис. 39, г) для генерации источника Франка-Рида. Различие в ширине расщепленных дислокаций и соответственно в склонности к поперечному скольжению у разных металлов и сплавов играет очень важную роль в формировании дислокационной структуры (ячеистой структуры, см. гл. III) при деформации и в особенности структурных изменений при последующих возврате и рекристаллизации. [c.76]

Франка дислокационные петли 11 Шмида фактор 47, 48 Электронной дифр>акции метод 59 Электросопротивление сплавов 66, 67 Элемент биметаллический 150, 151 [c.221]

Кении [791 исследовал структуру стали 316 LS и обычной стали 316 после облучения ионами с энергией 4 МэВ при 627° С до доз 1 и 10 с/а. Оказалось, что после облучения этой стали дозой 10 с/а сохраняются дислокационные петли Франка, размер которых не превышает 1500 А, в то время как в обычной стали 316 петли выросли настолько, что образовали дислокационную сетку. Проведя рентгеноструктурные исследования непосредственно в электронном микроскопе, Кеник показал, что вокруг петель Франка образуются обогащенные кремнием облака, в которых концентрация кремния в 4—5 раз превосходит среднюю, что сдерживает рост петель и ведет к повышению рекомбинации вакансий и межузельных атомов. [c.177]

Одним из вторичных дефектов в закаленном чистом алюминии, который первым наблюдался в закаленных металлах, является соверпаенная призматическая дислокационная петля [1]. Естественно было предположить, что энергия призматической дислокационной петли меньше, чем энергия сидячей дислокационной петли Франка, так как алюминий имеет высокую энергию дефектов упаковки. Полагают, что тип дислокационных петель определяется их энергией. Однако сидячие петли Франка наблюдались позднее в высокочистом алюминии [2, 3. Последние эксперименты показали, что напряжения, возникающие во время или после закалки, увеличивают число совершенных петель. ]Можно было бы получить только дефекты типа сидячих дислокационных петель Франка даже в алюминии чистотой 99,9999%, если бы образец обрабатывался настолько тщательно, что не возникало бы никаких сколько-нибудь заметных напряжений. Предполагается, что одним из факторов, определяющих тип вторичных дефектов, является начальная стадия образования дефектов [4, 5]. [c.118]

Зарождение внутренних петель возможно в результате зарождения новых петель с дефектом упаковки на уже выросших дислокационных петлях Франка. Вероятность зарождения петель на выросших петлях была бы очень мала, если бы новые петли зарождались в произвольных местах. Однако зарождение и рост внутренних петель происходит легче, чем зарождение и рост обычной сидячей петли Франка, так как энергия двойного дефекта упаковки меньше суммы двух энергий обычных дефектов упаковки. Это различие в энергии увеличивает энергию связи вакансий внутренних петель, и вероятность образования двойных петель увеличивается. Меньшая энергия двойного дефекта упаковки вытекает из двух следующих экспериментальных фактов. Первый заключается в очень малой скорости раз-тушения двойных дефектов упаковки по сравнению с 0б >1чными дефектами упаковки при приложении механических напряжений. Другой факт состоит в легком росте внутренних петель и рассасывании обычных сидячих петель Франка во время отжига при повышенных температурах [13]. На рис. 5 показан рост внутренних петель. Возможно, что между вакансиями и дефектами упаковки существует притяжение, и это могло бы быть одним из факторов, увеличивающих вероятность образования внутренних петель. [c.129]

Конденсация вакансий на сидячих дислокационных петлях Франка не вызывает уменьшения числа и размера петель, если не произойдет соединение двух петель. Поэтому добавочного старения обычно не ожидается при закалке с высоких температур. Адсорбция вакансий на имеющихся дислокациях должна также происходить при закалке с высокой температуры, но упрочнение в результате этого не считается таким эффективным, как в результате образования дислокационных петель Франка. Петли Франка или, более правильно, дефекты упаковки, ограниченные дислокационными петлями, рассматривались для объяснения избыточного злектросопротивления, сохраняющегося после низкотемпературного отжига. [c.200]

Результаты исследований Меши и Кауфмана могут быть интерпретированы так же, как и для меди. Область II является температурной областью, в которой происходит уменьшение концентрации закаленных вакансий, что и наблюдали Бауэрли и Кёлер. Считается, что упрочнение в этой области происходит за счет вторичных дефектов, образованных в результате объемной конденсации вакансий (не на дислокациях). Сначала предполагали, что вторичными дефектами являются сидячие дислокационные петли Франка, но впоследствии установили, что ими являются тетраэдрические дефекты упаковки. [c.203]

Контактное взаимодействие с неполными (частичными) дислокационными петлями Франка, Взаимодействие с петлей Аа или 06. Движущаяся дислокация вступает в контакт с петлей Лб в результате пересечения, а с петлей Аа в результате поперечного скольжения. Если петля Ла удалена от плоскости скольжения больше, чем на одно атомное расстояние, тогда движу- щаяся дислока1 я рас- [c.248]

Простейший способ выпадения вакансий заключается в скоплении вакансий в виде монослойных пустот с последующим захлопыванием их, в результате чего обра зуются дислокационные петли. Этот процесс, впервые предложенный Франком [1], приводит к возникновению [c.270]

Предложен Франком [1] как возможный механизм зарождения дислокаций. Позднее Кульман-Вильсдорф [29] отметила, что сидячая дислокационная петля при достижении больших размеров может становиться энергетически нестабильной и превращаться в совершенную петлю с [c.277]

Как уже говорилось, при ползучести в области температур, для которой характерна значительная скорость диффузии (объемной или трубчатой), самым важным механизмом возэрата являются переползание и аннигиляция краевых дислокационных сегментов. Если дислокации испускаются источниками Франка-Рида, то краевые сегменты, движущиеся в параллельных плоскостях скольжения, могут аннигилировать способом, покЕванным на рис. 2.3. Краевой участок дислокационной петли преодолевает расстояние Ь скольжением, расстояние — переползанием, а затем встречается с краевым участком противоположного знака. В результате встречи происходит аннигиляция обоих участков. [c.36]

Возникает, естественно, вопрос, как ведут себя винтовые участки дислокационных петель, испущенных источниками Франка-Рида в параллельных плоскостях скольжения. Эти участки могут взаимно аннигилировать поперечным скольжением. Обычно предполагается, что скорость поперечного сколь-жшия гораздо больше, чем скорость переползания, и что, следовательно, скорость возврата неограниченна. Можно, конечно, представить, что в случае очень низких значений энергий дефекта упаковки поперечное скольжение может быть затруднено [62]. Предположим, что скорость поперечного скольжения зна 4ительно ниже скорости переползания. Краевые участки идеализированной дислокационной петли (рис. 2.4, а) могут переползать способом, показанным на рис. 2.4, , так, что при этом возникают ступеньки (оба краевых участка, конечно, должны либо испускать, либо поглощать вакансии, поэтому диффузия не может происходить вдоль ядер винтовых участков петли). Эти ступеньки могут перемещаться консервативно вдоль винтовых участков (рис. 2.4, в) до тех пор, пока они не встретятся и взаимно аннигилируют. Таким образом, винтовые участки дислокационной петли могут быть перемещены в новую плоскость скольжения краевых участков без участия поперечного скольжения. Следовательно, нельзя говорить о поперечном скольжении как о процессе, который мог бы контролировать возврат даже в случае очень низкой энергии дефекта упаковки [62], хотя с точки зрения формирования дислокационных конфигураций он имеет то же значение, что и переползание. [c.37]

ЛИЧИН. Источники франка - Рида в их классической форме генерируют замкнутые дислокационные петли. Некоторые модели ползучести основаны на таких классических дислокационных источниках, Прямые доказательства существования подобных источников отсутствуют, хотя существование односторонних источников Франка - Рида было обнаружено методом высоковольтной электронной микроскопии [147]. Если исходить из того, что свободные дислокащи распределены в трехмерной дислокационной сетке, то можно допустить, что при выполнении условия [c.77]

Определение величин Ь и Виртман провел на основе соображения о том, что дислокации не будут образовывать одномерные, как предцолага-лооь до сих пор, скопления, а должны иметь форму петель, испускаемых источниками Франка - Рида. Уравнение (10.4) дает приблизительную величину скорости ползучести, если расстояние I равно максимальному радиусу дислокационной петли, а Л = тг1 Радиус I можно определить тем же способом, что и в разд. 9.2.1.1, и получить зависимость [c.144]

Первая модель ползучести дисперсно упрочненных систем была предложена Анселлом и Виртманом [250] в 1959 г. Они исходили из модели ползучести Виртмана [103] для чистых металлов, основанной на переползании и взаимной аннигиляции дислокаций. Эта модель, описанная в разд. 9.2.1 Л, основана на предположении, что дислокационные петли, испускаемые постоянно действующим источником Франка — Рида, достигая определенного максимального радиуса, аннигилируют, встречаясь при переползании с дислокациями противоположного знака, расположенными в параллельных плоскостях скольжения. [c.156]

Как указывают Грант и Престон [63] в их обзоре 1956 г., а также Гард [64], в более поздней работе (1960 г.. Американское Общество Металлургов, Симпозиум по механизмам упрочнения твердых тел), современные теории дисперсионного упрочнения базируются на оригинальной концепции Орована [66], развитой затем Фишером, Хартом и Праем [65], Орован предположил, что при возникновении скольжения дислокационные петли могут проходить ( выдавливаться ) между соседними частицами в плоскости скольжения, как это показано на рис. 25. В связи с этим критическое напряжение т будет зависеть от расстояния % между частицами в соответствии с уравнением Франка— Рида. [c.288]

Размножение дислокаций и скольжение. Рассмотрим замкнутую дислокационную петлю радиуса г, которая охватывает область того же радиуса, иретерпевщую сдвиг. Гакая дислокация будет частично винтовой, частично краевой, а на большей части длины — смещанного типа. Поскольку энергия деформаций, связанных с дислокационной петлей, возрастает пропорционально длине петли, последняя будет стремиться сократиться. Однако если при этом действует скалывающее напряжение, способствующее развитию скольжения, то петля будет стремиться расщириться. Отрезок дислокационной линии, закрепленной на конусе (рис. 20.18), называется источником Франка — Рида ), и, как видно из рисунка, из него в одной и той же плоскости скольжения может развиться большое число концентрических дислокационных петель. Этот и аналогичные типы механизмов размножения дислокаций приводят к возникновению скольжения и к возрастанию плотности дислокаций при пластической деформации. Прекрасный пример дислокационного источника показан на рис. 20.19. [c.709]

В зависимости от состава, чистоты расплава и скорости теплоотвода рост столбчатых кристаллов происходит по механизмам, описанным выше для моно- и поликристаллов. Предпочтительно следует выделить дислокационный механизм. По Франку, на границе раздела фаз на поверхности граней возникают вакансионные диски, а при их захлопывании образуются петли винтовых дислокаций, вершины которых неустойчивы. Вследствие упругого взаимодействия между дислокациями они переползают, стремясь образовать параллельные ряды. В процессе образования рядов дислокаций, как считает Тиллер, свободная энергия понижается, что и способствует росту столбчатых кристаллов. [c.80]

Позднее де Джонг и Кёлер [31] предположили, что тетраэдрические дефекты упаковки, образующиеся в золоте [32], возникают при захлопывании скоплений вакансий, содержащих всего шесть вакансий, и что тетравакансия служит исходным зародышем, который может превращаться в тетраэдрический дефект упаковки после поглощения дополнитель-ной дивакансии. Томас и Вашбурн [33] предположили, что тетраэдрический дефект упаковки является исходным дислокационным дефектом в алюминии, однако он превращается в петлю Франка, когда еще достаточно мал. [c.278]

Более реалистический подход к решению проблемы упрочнения при дисперсионном твердении основан на предположении, в соответствии с которым модель Орована дает лишь грубую идеализацию действительного положения. Электронномикроскопические исследования показали, что для начальной дислокационной структуры характерно перемещение дислокаций от одной частицы к другой. При нагружении новые дислокации образуются у границ дисперсных частиц, а не источниками Франка — Рида порождаемые петли распространяются затем в матрице. Томас, Наттинг и Хирш [70] обнаружили, что твердые дисперсные частицы инициируют поперечное скольжение. С другой стороны, Митчелл, Митра и Дорн показали, что при низкой температуре в большинстве случаев деформационное упрочнение дисперсионно твердеющих сплавов обусловливается не механизмом Фишера — Харта — Прая (действие обратных напряжений от концентрических плоских петель), а резким увеличением плотности дислокаций в дислокационных сплетениях (клубках). Хотя указанные наблюдения относятся к дисперсионно упроч ненным сплавам при низких температурах, тем не менее можно ожидать, что большинство выводов лишь с незначительными модификациями применимо и к ползучести сплавов. [c.292]

Другая теория упрочнения полями близкодействующих напряжений, предложенная Кульман — Вильсдорф, базируется на образовании дислокационных сплетений. По этой теории на стадии легкого скольжения происходит. постепенное заполнение кристалла дислокациями, которые распределяются неравномерно. К началу II стадии дислокации имеются уже во всех ранее свободных областях кристалла. Они образуют сплетения, внутри которых плотность дислокаций выше, чем в промежутках между ними. На стадии множественного скольжения плотность дислокаций продолжает расти, при этом расстояние между скоплениями уменьшается по мере деформации. Прогрессирующее упрочнение объясняется здесь уменьшением длины источников Франка—Рида с повышением плотности дислокаций расстояние между ними уменьшается и, следовательно, становятся короче отрезки дислокаций, которые могут изгибаться, генерируя новые петли. Напряжение, необходимое для начала работы источника, обратно пропорционально его длине. Таким образом, для продолжения деформации требуется непрерывное повышение внешнего напряжения, особенно на II стадии. Уменьшение степени деформационного упрочнения на III стадии, как [c.117]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...