Дислокаций источник Франка — Рида

Местные искажения решетки наступают при приложении внешних нагрузок, а также в зонах действия внутренних напряжений. Возникновение Дислокаций может вызвать появление новых дислокаций на смежных участках. Существуют источники самопроизвольного возникновения дислокации две совместившиеся линейные дислокации образуют под действием напряжений непрерывно действующий генератор дислокаций (источники Франка-Рида). [c.172]

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]

Рис. 4.16. Условия возникновения дислокации (источник Франка — Рида).

Рис. 1-10. Последовательные стадии генерирования дислокации источником Франка—Рида [Л. 3].

Критическое напряжение активизации источников Франка— Рида возрастает прямо пропорционально модулю сдвига (уравнение (2.58)). Если напряжение течения контролируется производством дислокаций источниками Франка — Рида, то оно должно возрастать с увеличением давления так же, как модуль сдвига. [c.173]

Рис. 1.2. Последовательные стадии генерирования дислокации источником Франка - Рида

Рельефная поверхность пластинок первичного графита, обнаруживаемых в усадочных раковинах отливок из заэвтектического чугуна или увлекаемых потоками горячего воздуха с зеркала расплава, включает в себя различные элементы дислокационного роста (рис. 14). Значительные участки поверхности пластин представляют систему гексагональных пирамид со ступенчатыми гранями. Образование таких пирамид происходит, по-видимому, тем же путем, каким генерируются дислокации источником Франка — Рида (рис. 15). Присоединение атомов углерода к ступеньке, соединяющей точки выхода двух разноименных винтовых дислокаций (рис. 15,а),. приводит к формированию нового слоя (рис. 15,а, в), который разрастается вдоль базисной грани (рис. 15, г, д), [c.33]

Возникновение дислокации может вызвать появление новых дислокаций на смежных участках. Существуют источники самопроизвольного возникновения дислокации две совместившиеся линейные дислокации образуют непрерывно действующий генератор дислокаций (источники Франка-Рида). [c.168]

Для начала работы источника Франка—Рида необходимо приложить напряжение т = Gb/L, где L — расстояние между точками закрепления дислокации А и G — модуль упругости при сдвиге Ь — вектор Бюргерса. [c.46]

Один из возможных механизмов размножения дислокаций был предложен Ф. Франком и В. Ридом. Действие источника Франка-Рида схематически показано на рис. 3.28. Линия АВ представляет собой краевую дислокацию с закрепленными концами. Хотя дислокационная линия не может оборваться внутри кристалла, она может окончиться в некоторой плоскости, повернув в другом направлении или соединившись в узле с другими дислокациями, проходящими через данную плоскость. Такая ситуация изображена на рис. 3.29. Узлы А и В являются точками закрепления дислокации. Закрепление может также произойти на атомах примеси. [c.110]

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]

На примере единичного сдвига мы видели, что дислокация в результате перемещения по плоскости скольжения покидает криС талл. Опыт же показывает, что при больших напряжениях кристаллы претерпевают значительные деформации. Для объяснения этого факта необходимо предположить, что в кристалле имеются источники, которые генерируют дислокации при напряжениях, меньших чем 10 G. Такими источниками, как мы видели в разделе о дислокациях, являются, например, источники Франка — Рида, которые начинают действовать при скалывающих напряжениях Gb/l, где / — длина источника, Ь — модуль вектора Бюргер-са. В реальных кристаллах источники Франка — Рида — это только один из возможных механизмов размножения дислокаций. Рождение новых дислокаций в процессе пластической деформации и их перемещение приводят к макроскопическому сдвигу вдоль плоскости скольжения. [c.134]

Здесь был описан наиболее простой случай размножения дислокаций в процессе пластической деформации. Однако есть и более сложные случаи, например размножение дислокаций путем множественного поперечного скольжения встречаются пространственные и спиральные источники Франка — Рида (см. гл. III). [c.67]

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]

ДРУГИЕ ВИДЫ ДВИЖЕНИЯ ДИСЛОКАЦИИ ПРИ СКОЛЬЖЕНИИ. Рассматривая дислокационную природу скольжения, следует иметь в виду многообразие конкретных видов движения дислокаций. Выше были рассмотрены простейшие случаи движения винтовой краевой и смешанной дислокаций, описаны особенности движения и пересечения растянутых дислокаций, дано описание генерации источника Франка—Рида. Рассмотрено двойное поперечное скольжение. Ниже, подчеркивая разнообразие видов движения (скольжения) дислокаций, дается описание движения дислокаций с порогами, с помощью парных перегибов, с особыми точками и пр. [c.123]

Плотность дислокаций. Процесс упрочнения сопровождается значительным увеличением плотности дислокаций. По современным представлениям, основным механизмом увеличения плотности дислокаций является работа источников Франка — Рида [4, 5]. Обычно считают, что каждый источник способен генерировать ограниченное число дислокаций. Поэтому в процессе деформации должны создаваться новые источники дислокаций. [c.152]

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]

На рис. 5 представлена упрощенная диаграмма этого процесса. Движение дислокаций начинается из источника Франка — Рида, вызывая скольжение, которое является наибольшим в области максимума деформации. Плотность дислокаций здесь наименьшая. Однако при встрече дислокаций с препятствиями плотность их увеличивается, а степень деформации уменьшается. Препятствиями для дислокаций служат не только границы зерен, вторая фаза, сидячие дислокации и т. д., ной любое изменение уровня деформации. Это ведет к увеличению плотности дислокаций в местах изменения деформации чем больше градиент пластической деформации, тем больше дислокаций обнаруживается в данной области. По нашему мнению, это объясняет причины образования трещин вблизи максимального градиента деформации. [c.121]

СКОСТИ скольжения (двойной штриховкой отмечена область смещений, произошедших на предыдущих этапах), пока сдвиг не захватит поочередно все атомы в слоях, примыкающих к плоскости скольжения. В конце расширения области, ограниченной замкнутой линией дислокации, произойдет смещение атомных слоев, лежащих по разные стороны от плоскости скольжения, на одно межатомное расстояние, и, так как сдвигающие силы продолжают действовать, а в точках Ni и дислокации продолжают быть закрепленными, описанный выше процесс повторяется — всякий раз происходит смещение на одно межатомное расстояние. На рис. 4.14 показана картина искаженной сетки дислокации общего вида. Аналогичная картина имеет место и на линии дислокации, развивающейся из источника Франка — Рида. [c.246]

Рис. 4.17. Схема распространения скольжения вследствие движения дислокации, возникшей из источника Франка — Рида.

При прохождении процессов ИП в контактируемых поверхностях могут измениться условия деформационного упрочнения кристаллической решетки. Во-первых, образование медной пленки может привести к снижению эффективных касательных напряжений в подложке и тем самым обусловить уменьшение процессов наклепа, связанного с упругим взаимодействием дислокаций и работой дислокационных источников. В этом случае упругое взаимодействие линейных дефектов снижается не только по причине уменьшения вероятности множественного скольжения их по различным системам скольжения, но и снижением интенсивности работы источников дислокаций, в частности источников Франка— Рида. Понижение значений касательных напряжений может оказаться недостаточным для преодоления сил линейного натяжения и прогибания дислокационного сегмента до критического радиуса при работе источника Франка—Рида, в результате чего не происходит самопроизвольной генерации дислокационных петель. Во-вторых, наличие упругих напряжений на границе раздела между пленкой и основной матрицей может привести к тому, что выход дислокаций из приповерхностного слоя на поверхность будет затруднен и приведет к возрастанию упругих напряжений материала под пленкой. Помимо этих явлений, нужно еще учитывать взаимодействие дислокаций со свободной поверхностью пленки. Известно, что сила, действующая на единицу длины дислокации и стремящаяся продвинуть дислокацию к поверхности, имеет величину, [c.28]

Плотность источников франка— Рида, в соответствии с работами [3, 166], примем равной 10 дислокация/ем . Тогда среднее расстояние между источниками и длина источника составит 10 2 мм. [c.45]

Если генерируемые дислокации встретят препятствия, они будут заторможены. Следующая петля, образовавшаяся около рассмотренного ранее источника Франка-Рида, встретит на своем пути уже не просто препятствие, как первая, а препятствие с осевшей на нем дислокацией. Для преодоления такого препятствия потребует- [c.21]

Достигнув зерна, дислокации останавливаются. Однако напряжения от скопления дислокации у границы зерна могут упруго распространяться через границу и привести в действие источники Франка — Рида в соседнем зерне. В этом случае имеет место эстафетная передача деформации от одного зерна к другому. Границы зерна тормозят движение дислокаций. Поэтому в поли-кристаллическом металле стадия I практически отсутствует, а во II стадии деформационного упрочнения — коэффициент упрочнения выше (см. рис. 52). [c.73]

Схема работы источника Франка—Рида представлена на рис. 1.7. Закрепленная между точками А п В линия дислокации совпадает с плоскостью рис. 1.7, а. Закрепление может быть осуществлено при пересечении с другими дислокациями, чужеродными атомами и в других случаях. [c.14]

В течение процесса пластической деформации металла в кристаллической решетке его зерен под действием приложенного напряжения перемещаются не только старые дислокации, существовавшие в металле до начала деформации. Под действием этого напряжения, которое по мере развития пластической деформации возрастает, в решетке возникает огромное количество новых дислокаций, создаваемых источниками Франка—Рида. Новые дислокации, возникнув, [c.16]

Последние два фактора зависят от значений возникающих в сплаве термических и фазовых внутренних напряжений, сумма которых предопределяет общий уровень внутренних напряжений. От значений внутренних напряжений зависят интенсивность работы источников Франка—Рида и, следовательно, плотность генерируемых ими дислокаций. [c.108]

Предложена дислокационно-статистическая модель, в основу которой положено размножение дислокаций источниками Франка—Рида, первоначально дезактивированными точечными дефектами. С помощью указанной модели получены аналитические зависимости и.чменения плотности дислокаций от числа циклов (времени) и амплитуды напряжения (деформации) циклического нагружения, которые согласуются с литературными экспериментальными данными. [c.238]

Разрушение деталей при эксплуатации, как правило, начинается с поверхности вследствие того, что поверхностные слои оказываются наиболее нагруженными при всех видах напряженного состояния и подвергаются активному воздействию внешней среды. Этому способствуют также облегченные условия пластического течения металла в поверхностном слое по сравнению с сердцевиной детали (облегченный выход дислокаций и вакансий на поверхность, меньше требуется энергии для генерирования дислокаций источниками Франка—Рида) и разупрочняющее действие на металл поверхностного слоя экструзии и энтрузии. [c.4]

По Фриделю [95] стадия линейного упрочнения обусловливается катастрофическим лавинообразным процессом генерирования дислокаций источниками Франка—Рида во вторичной системе плоскостей скольжения, способствуя этим возникновению большого количества сидячих дислокаций Ломера—Котрелла последние являются эффективными барьерами, у которых возникают нагромождения дислокаций [41 ]. [c.22]

Плоскости и направления скольжения в соседних зернах не совпадают. Скольжение первоначально развивается в наиболее благоприятно ори-ентированньгх зернах. Разная ориентировка систем скольжения не позволяет дислокациям переходить в соседние зерна, и, достигнув границы зерен, они останавливаются. Напряжения от скопления дислокаций у границ одних зерен упруго распространяются через границы в соседние зерна, что приводит в действие источники образования новых дислокаций (источники Франка— Рида). Происходит передача деформации от одних зерен к другим, подобно передаче эстафеты в легкоатлетических соревнованиях. [c.14]

Максимальное значение напряжения t для дислокации, закрепленной в точках А и В (AB = L), достигается, как видно из (52), при Rji = Rmm- Для предложенной Франком и Ридом схемы генерации дислокаций (рис. 34) значение Rmin=LI2, в связи с чем касательное напряжение Тф р, необходимое для действия источника Франка — Рида длиной L, т. е. для выгибания дислокационной линии до L/2, [c.66]

Рис. 53. Источник франка—Рида в кристалле кремния. Для декорирования дислокаций выделениями меди кристалл кремния был нагрет в контакте с медью до 900 С и затем охлажден. Снимок сделан в ин-фракрасном свете

Движение перегиба (ступеньки) вдоль дислокации (рис. 69 и 70) на одно межатомное расстояние является элементарным актом скольжения дислокации. Перемещение дислокационной линии из начального АВ в конечное D состояние, отстоящее от начального на АС= =ВВя Ь, может осуществляться серией последовательных перемещений (дрейфа) перегиба EF. Элементарный акт такого смещения — перемещение EF в положение E F при EE =FF =b (см. рис. 69). Механизм размножения дислокаций благодаря работе источника Франка—Рида состоит из выгибания дислокаций между точками закрепления, рождения петель и т. д., т. е. состоит из последовательных актов рождения новых перегибов на дислокации. Движение церегиба, как и движение иця-молинейных дислокаций в плоскости скольжения, требует преодоления некоторого энергетического барьера, называемого обычно вторичным пайерлсовским Еп2. Расчеты и эксперимент показывают, что перемещение перегиба происходит значительно легче, чем движение всей [c.124]

Теория взаимодействия дислокационных комплексов (теория Мотта) уточняет теорию Тейлора, приводя ее в большее соответствие с экспериментом. В частности, делается поправка на вторую гипотезу. Здесь заменяется взаимное влияние индивидуальных дислокаций взаимодействием между группами дислокаций, испускаемых из источника (например, из источника Франка—Рида). Испущенные дислокации в одной плоскости скольжения скапливаются у препятствий (сидячих дислокаций), что приводит к увеличению внутреннего напряжения в голове скопления. Дислокационные скопления с п дислокациями рассматриваются как сверхдислокация с век- [c.211]

Модель Коттрелла (см. рис. 136) поясняет распространение пластической деформации от зерна к зерну несколько дислокаций, вышедших из источника В зерна /, движутся в плоскости скольжения и образуют скопление у границы зерна. У вершины р лидирующей дислокации возникает концентрация напряжений. Коттрелл определил, что дислокации будут образовываться вновь в результате генерации, допустим, источником Франка—Рида В до тех пор, пока действующее в окрестности этого источника напряжение Тт, повышающееся от п дислокаций, задержанных в полосе скольжения, полностью не уравновесится противодействующими напряжениями Xd. [c.239]

При образовании скопления дислокаций и соответствующей концентрации напряжений у вершины скопления представляется весьма вероятным, что пластическая деформация в соседнем зерне начнется в результате работы зернограничных источников [54, 102]. Удаляясь от поверхности зерна, дислокации, эмитированные этими источниками, взаимодействуют с дислокациями сетки Франка и могут создать новые источники типа источников Франка — Рида. Поскольку эти новые источники не заблокированы примесями, они оказываются способными либо к размножению полных дислокаций, либо (при достаточно высоком уровне напряжений сдвига) — к размножению частичных дислокаций, т. е. к образованию двойника, например, по полюсному механизму Коттрелла — Билби или по механизму Шлизви-ка [20] (рнс. 2.17). Развитая в работе [22] модель, в которой двойникование начинается после частичной (за счет скольжения) релаксации концентраторов напряжений, приводит к получению аналогичной уравнению Холла — Петча для скольжения зависимости напряжения начала двойникования от размера зерна [c.60]

Вклад в напряжение течения взаимного притяжения дислокаций рассчитали Саада [243] и Гейл [244]. Они нашли, что для данной плотности дислокаций напряжение, необходимое для разрыва дислокационных связей, возникающих вследствие притяжения, сравнимо (или слегка больше) с напряжением, требуемым для действия сегмента сетки как источника Франка — Рида. В этом случае также выполняется уравнение (3.1). [c.101]

Образование дислокаций. Как легко показать, для образование источника дислокаций типа Франка-Рида с двумя концами требуется по сравнению с однополюсным источником вдвое больше напряжение [129]. Считается, что однополюсные источники будут преобладать на свободных и чистых поверхностях, поскольку любая подвижная дислокационная полупетля, пересекающая свободную поверхность, может стать источником дислокаций. [c.27]

Генерирование но-вьк дислокаций в процессе пластической деформации источниками Франка—Рида происходит непрерьюно. Поэтому количество дислокаций на границах зерен, возрастая, достигает критической величины. Вследствие этого на какой-то стадии развития пластической деформации в местах скопления дислокаций и сдвигов пачек скольжения на границах зерен возникают зародыши трещин. Зародыши, которые раньше других достигают критических размеров, превращаются в быстро распространяющиеся трещины, что и приводит металл к разрушению. [c.17]

Что касается дислокаций, то они формируются источниками Франка— Рида во время закалки под воздействием возникающих в сплаве термических и фазовых напряжений. Плотность дислокаций при старении вплоть до наступления 3-й стадии заметно не уменьшается. Более того, во время пластической деформации при нагружении сами упомянутые стопоры являются факторами, способствующими формированию источников Франка—Рида и генерированию новых дислокаций. Третья стадия старения приводит к разупрочнению сплава вследствие снижения плотности дислокаций и образования крупных, разрозненных включений стабильного химического соединения СиА12 в нормальном а-растворе. [c.120]

Отмечено (при одновременном сжатии и просвечивании поляризованным светом), что поверхность может генерировать дислокации при напряжениях, почти в два раза меньших, чем напряжения, необходимые для работы источников Франка — Рида (Сузуки). Этот эффект объяснен присутствием на поверхности тонких пленок, например окисей или гидроокисей. [c.318]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...