Дислокаций скопление

Величина запасенной энергии деформации различна на разных стадиях деформации [321 на заключительной стадии III доля запасенной энергии составляет всего лишь около 5% от всей затраченной энергии деформации (остальные 95% рассеиваются в виде тепла, и это свидетельствует об аннигиляции дислокаций), тогда как на стадии деформационного упрочнения эта доля значительно больше. В литературе приводятся разные значения например, в случае крупнозернистой меди доля запасенной энергии достигает примерно 10%, а для более мелкозернистых материалов имеет гораздо более высокие значения. Последнее связано с высокой концентрацией упругих напряжений при скоплении дислокаций у препятствий, в частности границ зерен (напряжение у головной дислокации скопления пропорционально числу дислокаций в скоплении). Полагают [32], что для группы дислокаций у препятствия справедлива аналогия со сжатой пружиной, т. е. запасается вся энергия, подведенная извне. [c.44]

При фиксированном значении эффективного напряжения, т. е. превышения приложенного напряжения над напряжением сил трения Ат = т — Тд, образование скоплений приводит к локальной концентрации напряжений (и, следовательно, давления в окрестности дислокаций) до величины пЛт [6]. Именно это значение напряжений определяет химический потенциал поверхностных атомов металла, так как перед поверхностным потенциальным барьером расположена головная дислокация скопления. [c.53]

Трещины коррозионной усталости зарождаются в местах деформационного выхода на поверхность металла дислокаций, скопление ступенек от вышедших дислокаций создает полосу [c.61]

Перемещение дислокации при температурах выше 0,3 пл происходит двумя путями — скольжением и переползанием. При нагреве имевшиеся вокруг дислокаций скопления атомов легирующих элементов и примесей растворяются, и это облегчает скольжение. Переползание дислокаций [c.494]

Рис. 27. Схема зарождения трещины в модели Стро а — исходное скопление дислокации 6 — слияние двух головных дислокаций в — рост трещины за счет сваливания в нее большей части дислокации скопления

Энергия взаимодействия, равная нескольким десятым электронвольт, уже на нескольких атомных расстояниях может быть легко перекрыта тепловой энергией или приложенным напряжением и, следовательно, вакансии могут покинуть дислокации прежде, чем они образуют на дислокациях скопление значительных размеров. Даже если температура испытаний и скорость деформации являются подходящими для образования скоплений вдоль движущихся дислокаций, скопления образуются только после того, как дислокации пройдут достаточное расстояние, чтобы собрать необходимое количество вакансий. Однако в этом случае должны изменяться характеристики наклепа, но не предел текучести. Поэтому мы считаем, что диспергированные вакансии не могут увеличить предел текучести (кроме, может быть, очень низких температур). [c.212]

Под действием напряжения головные дислокации скоплений могут пройти мимо друг друга только при условии [c.108]

Теперь представим себе, что энергия дефекта упаковки велика и поперечное скольжение происходит очень легко. Тогда головные дислокации скопления от источника Mi начнут обходить барьер А и вновь будут взаимодействовать с дислокациями, скользящими в плоскости АК с образованием нового барьера Ai (см. рис. 26,6). Около них будут образовываться свои скопления, и картина будет повторяться. При этом область вокруг источника Mi будет все время оставаться относительно свободной от дислокаций (середина ячейки), а вблизи линии АК плотность дислокаций будет расти. Здесь формируется стенка ячейки. [c.62]

Схема прохождения дислокации через препятствие показана на рис. 41. Предположим, что линейная дислокация АВ под действием касательных напряжений т перемещается в плоскости скольжения и на своем пути встречает препятствие D. В качестве такого препятствия могут быть пересечение с другой дислокацией, скопление инородных атомов, обособленные включения избыточной фазы и т. д. По мере приближения к препятствию D дислокация постепенно искривляется (рис. 41, а) и, наконец, образует петлю, огибающую препятствие за препятствием петля замыкается и снова становится прямолинейной. На электронной микрофотографии (рис. 41, б) показан описанный механизм преодоления препятствия. Такое движение дислокации сопровождается увеличением ее длины [c.62]

Дислокациям, а с другой стороны, может свидетельствовать в пользу процесса перехода атомов внедрения из карбидов к дислокациям. Как было отмечено, в деформированных металлах величина т. э. д. с. между деформированным и недеформированным образцом обусловлена изменением электросопротивления. Однако при развитии процессов деформационного старения т. э. д. с. в средне- и высокоуглеродистых сталях оказалась более чувствительной характеристикой (см. рис. 65, б) к сегрегациям атомов внедрения у дислокаций. Скопление атомов внедрения у дислокации может приводить к изменению плотности и распределения электронов в этих объемах, а следовательно, и к изменению т, э. д. с. [c.160]

Величину электрического сопротивления, вносимого дислокационным скоплением, можно оценить, исходя из общей протяженности дислокационных линий в скоплении, разрядка которого приводит к скачкообразному соскальзыванию, и принятых в дислокационной теории значений для эффективного сечения рассеяния электронов дислокациями [291—295]. Тогда оказывается, что вычисленная подобным образом для единичного скачка величина на несколько порядков меньше действительно наблюдаемого значения ом. Согласие с опытом достигается лишь в предположении, что часть дислокаций скопления сливается с образованием вначале полого ядра, а затем, на его основе,— малой равновесной микротрещины с длиною, не превосходящей нескольких микронов [112, 119]. [c.82]

При равномерном распаде выделения однородно распределены по объему зерна. Зарождение при равномерном распаде может быть гомогенным или гетерогенным (см. 20). В последнем случае места предпочтительного зарождения (дислокации, скопления вакансий и др.) распределены равномерно по телу зерна. [c.293]

Исследование механических свойств сталей показало, что их пластические и вязкие свойства, а отсюда и возможность упрочнения зависят от чистоты стали, содержания примесей внедрения (азот, кислород, водород) и неметаллических включений. Примеси внедрения, т. е. элементы, образующие с железом твердые растворы внедрения, создавая местные искажения, затрудняют движение дислокаций. Пластическая деформация при этом затруднена, и в местах скопления неподвижных дислокаций облегчается зарождение микротрещин. [c.396]

Посторонние примеси имеют тенденцию собираться у линейных дислокаций и дырок по границам зерен. Роль этих сегрегаций в процессе электрохимической коррозии металлов может быть различной увеличение растворимости металла, облегчение образования питтингов в местах скопления дислокаций (субграницах), изменение характера коррозионного разрушения. [c.327]

Такая формулировка связана со следующими обстоятельствами. Известные дислокационные модели зарождения микротрещин [4, 25, 170, 247] показывают, что они возникают при некотором критическом значении локальных напряжений в голове дислокационного скопления. Это соответствует критическому значению эффективного напряжения = Эффективное напряжение здесь определяется равенством a ff = ai — оо, в котором величина Оо есть так называемое напряжение трения, являющееся суммой напряжений Пайерлса—Набарро и сопротивления скольжению, обусловленного взаимодействием дислокаций с примесными атомами, точечными дефектами и исходными дислокациями [170]. Иными словами, оо есть напряжение, соответствующее началу пластического течения в зерне. С другой стороны, как известно, при температуре нулевой пластичности Т = = Tq условие наступления пластического течения (2.3) есть одновременно и условие разрушения сг/ = От(7 о) [170, 222]. Очевидно, что в данном случае выполнено условие зарождения микротрещины, и, следовательно, справедливо равенство [c.67]

В случае зарождения микротрещин на прочных включениях (например, на карбидах) необходимы высокие локальные напряжения и, следовательно, большое скопление дислокаций. Поскольку энергоемкость такого скопления будет высокой, то зародышевая трещина может преодолеть межфазную границу и при выполнении условий страгивания и распространения привести к хрупкому разрушению. Очевидно, что такие микротрещины будут зарождаться при больших пластических деформациях, чем трещины, зарождающиеся на непрочных включениях. [c.110]

Поясним роль структурного элемента (зерна или блока) при анализе накопления повреждений в материале. Ранее (см. раздел 2.3) было отмечено, что одним из основным механизмов, образования микротрещин является скопление дислокаций у препятствий (барьеров), которыми в большинстве случаев являются границы зерен, блоков и фрагментов, сформировавшихся в процессе деформирования материала. Если размер обратимой упругопластической зоны меньше диаметра зерна dg, плоские скопления дислокаций не доходят до границ зерен, поэтому здесь не создается необходимая для зарождения микротрещин концентрация напряжений. С другой стороны, в теле зерна отсутствуют барьеры дислокационного происхождения, которые могут служить стопорами для скопления дислокаций. Значит, [c.213]

Расчеты основаны на представлениях о схватывании материалов в результате ползучести на контактных поверхностях и образовании прочных химических связей в местах выхода и перемещения вакансий, дислокаций и скоплений. Выход дислокаций на контактную поверхность активирует ее путем разрыва насыщенных связей, что приводит к образованию активных центров. [c.14]

Дислокации представляют собой дефекты кристаллического строения, вызывающие нарушения правильного расположения атомов на расстояниях, значительно больших, чем постоянная решетки. Они возникают случайно при росте кристалла и термодинамически неравновесны. Причинами образования дислокаций могут быть также конденсация вакансий, скопление примесей, действие высоких напряжений. Процесс преобразования скоплений точечных дефектов в линейные идет с уменьшением свободной энергии кристалла. [c.470]

Зародыши обычно образуются на границах зерен и субзерен, в скоплениях дислокаций, включениях, порах, что связано с уменьшением затрат на приращение поверхностной энергии. Распад также интенсифицируется после деформации, которая повышает плотность дислокаций. При медленном охлаждении и малой степени переохлаждения образуются близкие к равновесию стабильные фазы с некогерентными границами раздела. Для них характерно гетерогенное зарождение на высокоугловых границах зерен и скоплениях вакансий (кластерах). В результате возможно образование сетки выделяющейся фазы по границам зерен. [c.498]

При ускоренном охлаждении и больших степенях переохлаждения вместо стабильной фазы 0 часто образуется метастабиль-ная фаза 0, содержащая обычно меньше растворенного компонента, чем в стабильной (см. рис. 13.6). Фаза 0 зарождается гетерогенно предпочтительно на малоугловых границах блоков внутри зерен, скоплениях вакансий и отдельных дислокациях. Они имеют полностью или частично когерентные границы раздела. Возникновение метастабильных фаз обусловлено меньшим значением энергетического барьера при их зарождении, чем стабильных. Кроме того, для возникновения метастабильной фазы требуются меньшие концентрационные флуктуации. При длительной выдержке может произойти переход 0 в 0, в результате чего будет достигнуто равновесное состояние сплава с минимальной свободной энергией. [c.498]

На поверхности труб наряду с термоусталостными трещинами можно встретить повреждения и в виде коррозионных язв с ши-ршой, значительно большей глубины. Коррозионные язвы располагаются на поверхности трубы случайно. Их механизм возникновения до настоящего времени не выявлен. Имеются лишь предположения, что они возникают в местах, где металл имеет неоднородную структуру, дислокации, скопление включений, пластически деформирован и т. д. [c.250]

Наиболее полно дислокационную модель зарождения и роста пор, обусловленных частицами, разработал Броек [392]. Согласно этой модели поры образуются на границе раздела частица — матрица вследствие создания у частиц дислокационных скоплений (рис. 5.4). Вокруг частиц образуются дислокационные петли (рис. 5.4, а). Под действием сил изображения эти петли отталкиваются от частиц (рис. 5.4, б). В то же время лидирующая петля выталкивается к частице следующими за ней дислокациями и действующим сдвиговым напряжением (рис. 5.4, в). Когда одна или более петель будут вытолкнуты на границу раздела, частица вдоль линии АВ отделится от матрицы и произойдет рождение поры. Существенным следствием этого будет значительное снижение отталкивающих сил изображения, действующих на следующие петли, в результате чего большая часть дислокаций скопления выйдет на вновь образованную поверхность поры, тем самым увеличивая ее (рис. 5.4, г). Дислокационные источники, испускавшие петли и ставшие неактивными вследствие образования дислокационного скопления, возобновят свое действие, что приведет к спонтанному росту пор и последующему их слиянию. [c.194]

О ТОМ, ЧТО при термоциклировании сплавов происходили процессы растворения и выделения графита, свидетельствуют данные металлографического анализа. Полированная поверхность образцов покрывалась пленкой графита (рис. 25, о), утолщающейся с циклами. Графитные включения, имеющие компактную форму после первых циклов, в дальнейшем разветвлялись и приобретали сложную форму (рис. 25, 6). В сплавах кобальта увеличивалось число графитных кристаллов, которые возникали преимущественно на дислокациях (рис. 25, б). Повышение плотности дислокаций в кобальте при термоциклировании связано со сдвиговым механизмом полиморфного превращения. Эффективность дислокаций при зарождении графита обусловлена присутствием пор, возникающих вследствие высокого напряжения в районе головной дислокации скопления. По рельефу, создающемуся на полированной поверхности термоциклирован-ных образцов, можно судить об относительном смещении зерен вдоль границ. В структуре термоциклированных образцов обнаруживаются признаки полигонизации, особенно вблизи границ зерен, и миграция границ, из-за которой в объеме зерен твердого раствора появляются цепочки гра- [c.83]

Вряд ли можно предполагать, что в поликристаллах проскальзывания по границам зерен являются исключительно результатом движения гранич- ных или решеточных дислокаций вдоль границы или в самой границе. Можно ожидать, что решеточные дислокации, остановленные перед границей, будут влиять на движение граничных дислокаций, а также решеточных дислокаций, вступающих в границу. Кроме того, следует ожидать, что перед границами будут образовываться скопления дислокаций, особенно при низких гомологических температурах. "Эффективное" напряжение, способствующее изме нению концентрации вакансий вблизи головной дислокации скопления, а возможно, и вблизи граничньк дислокаций, в этом случае будет пропорционально не а, а скорее ст". Число дислокаций в скоплении п. будет определяться не средним размером зерен, а средним размером субзерен, который сам зависит от напряжения (разд. 6.3.1). [c.223]

На основании приведенных соображений, Мотт и Стро [209—213] предположили, что в районе головы скопления, там, где наиболее высок уровень концентрации растягивающих напряжений, может возникнуть трещина (рис. 90, б) если при этом все п дислокаций скопления вольются в раскрывшуюся трещину, то ее длина составит с га Сг6 8я(1 — [х)0. гПодставляя в это выражение значение п — [x)st/G6 для максимального числа дислокаций, способных накопиться на интервале S, получаем сгь [я(1 —[х)/8]-(T sVGa), т. е. тот же результат, что и в случае приведенного нами выше упрощенного макроскопического подхода к решению задачи о незавершенном сдвиге. Модель Мотта — Стро далеко не исчерпывает, очевидно, всех возможных механизмов зарождения трещин в частности, она не может быть, по-видимому, непосредственно приложена к монокристаллам, поскольку рассматривает торможение дислокаций единственным прочным препятствием (в поликристалле таким препятствием может служить граница зерна). Тем не менее эта модель позволяет понять главные черты процесса — роль микронеоднородностей пластической деформации и связанных с ними концентраций напряжения. [c.176]

Наконец, кроме этих препятствий, весьма эффективно воздействуют на торможение движения дислокаций скопления атомов растворенных легирующих элементов зоны типа Гинье—Престона и вторичные фазы в виде самостоятельных кристаллических образований.. [c.378]

При высоких темп-рах дислокац. механизм П. к. сочетается с диффузионным и самодиффузионным. В кристаллах с примесями релаксация напряжений у дислокаций или дислокац. скоплений может осуществляться в результате перераспределения примесных атомов. Вокруг дислокаций образуются примесные атмосферы , и дислокац. П. к. падает (деформац. старение). Поэтому удаление примесей обычно повышает П. к. Процессы разрядки дислокац. плотности вследствие взаимной аннигиляции дислокаций протекают более интенсивно в условиях высокотемпературной деформации, деформационное упрочнение падает и деформация развивается при постоянной нагрузке (ползучесть). [c.548]

При скоплении дислокаций может образоваться несплошиость, т. е. трещина. Эта зародышевая трещина уже является препятствием для Движения дислокаций, и дальнейшее накопление дислокаций (т. е. дальнейшая пластическая деформация) приведет к ее росту. [c.71]

Значения параметров aнекоторые выводы. Во-первых, с увеличением температуры ко- эффициенты гпт и Ште уменьшаются, причем в области низких температур (Г С—140°С) очень резко при увеличении температуры от —196 до —140 0 величина гпт падает более чем в три раза, однако при Г — 100°С она практически не изменяется. Параметр гптг, как отмечалось ранее, можно интерпретировать как коэффициент концентрации напряжений в голове дислокационного скопления. Уменьшение шт с увеличением температуры деформирования можно рассматривать как следствие затупления дислокационного скопления (увеличения б ск) При увеличении Т, обусловленное процессами поперечного скольжения и переползания дислокаций.,При таком изменении геомет- [c.106]

Рассмотрим, в каких случаях зарождение микронесплошно-сти на включениях приводит к образованию острой микротрещины, а в каких —поры. При зарождении микротреш,ины на включении, для того чтобы инициировать хрупкое разрушение матрицы, микротрещине нужно преодолеть межфазную границу между включением и матрицей, т. е. некоторый эффективный барьер, мерой которого является эффективная поверхностная энергия межфазной границы. В случае непрочных включений или непрочных связей матрица — включение (например, крупные включения сульфидов марганца MnS или глинозема АЬОз) зарождение микротрещины будет происходить при небольших пластических деформациях и малых скоплениях дислокаций у включений [см. уравнение (2.7)]. Движущей силой прорастания микротрещины по включению или по межфазной границе в основном является энергоемкость дислокационного скопления, так как вклад внешних напряжений при малой длине зародышевой трещины невелик [121]. Процесс зарождения микротрещины происходит за счет свала дислокаций в образующуюся несплошность. Поскольку в данном случае энергоемкость дислокационного скопления мала, то вполне вероятно, что зародышевая трещина не сможет преодолеть межфазную границу, притупится и превратится в пору. [c.110]

Допущение об однородности НДС в структурном элементе основывается на физических закономерностях, аналогичных рассмотренным при анализе роста трещин усталости (см. подраздел 4.1.4), так как при хрупком, вязком и усталостном разрушениях необходимым условием зарождения повреждений (мнкро-трещин, микропор) является определенная концентрация напряжений в голове плоских скоплений дислокаций. При размере пластической зоны меньшем, чем диаметр зерна, повреждения не образуются. Если допустить, что НДС однородно, получим в этом случае отсутствие пластической деформации в структурном элементе (см. подраздел 4.1.4). Так как нас интересует пластическое деформирование не само по себе, а утилитарно — с точки зрения накопления повреждений, то предложенная фор- [c.231]

Термическое и деформационное старение повышают прочность и твердость, но одновременно резко снижают ударную вязкость и повышают порог хладноломкости, Повышение прочности при термическом старении объясняется тем, что выделившиеся из феррита карбиды, нитриды и другие фазы создают препятствия для движения дислокаций. При деформационном старении основное упрочнение, вероятно связано не с выделением избыточных фаз, а с взаимодействием примесей (атомов углерода и азота) со скоплениями дислокаций, что затрудняет их движение. При нагреве деформированной стали возможно образование частиц метастабильной карбонитридной фазы Feie(N, )j или стабильного нитрида Fe4N, [c.190]

Зародыши а-фазы образуются на поверхности в местах выхода границ зерен, блоков, скопления дислокаций и других дефектов строении, где более быстро достигается пересыщение 7-фазы диффундирующим элементом, легче возникают флуктуации концентраций и энергии, необходимые для образования зародыша а-фазы критического размера и меньше работа его образования. Поскольку пересыщение имеется только на поверхности, а-фаза образует сплошной слой. Пока суигествует только у-фаза, концентрация диффундирующего элемента плавно уменьшается от поверхности в глубь (рис. 143, б). Образование а-фазы приводит к скачкообразному повышению концентрации на величину, соответствующую ширине двухфазной области о. + у- [c.230]

Движение вакансий задерживается скоплениями примесных атомов, границами фаз и структурных составляющих, поверхностями кристаллических блоков (внутрпзеренные кристаллические образования размером в несколько сотых долей микрона). Распространение первичных трещин эффективно блокируют включения пластичных фаз, расположенные на пути трещины, в которых происходит релаксация напряжений. Измельчение кристаллических блоков, увеличение степени нх разориентировки, а также искажения атомно-кристаллической решетки, вносимые при.чесями и возникающие при наклепе, выделении вторичных фаз и образовании неравновесных (закалочных) структур, сокращая пробег дислокаций, повышают [c.290]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...