Дефекты структуры дефекты упаковки

Формирование структуры е-мартенсита в сплаве Г20 изучали в электронном микроскопе [30] непосредственна в процессе превращения. При охлаждении с 400 °С образуются широкие единичные дефекты упаковки. По мере охлаждения количество этих дефектов возрастает, и она удлиняются. Край дефекта ограничен частичными дислокациями и является местом зарождения нового дефекта,, т. е. происходит эстафетный рост дефектов в определенном направлении. Дефекты упаковки выстраиваются плотно — один возле другого, причем с развитием охлаждения плотность таких упорядоченных дефектов возрастает. Увеличение плотности дефектов упаковки приводит к образованию пластин гексагональной структуры. После закалки сплавов могут быть зафиксированы дефекты упаковки различного-характера одиночные, пересекающиеся и т. д. [c.31]

Наблюдаемые в опытах большие коэффициенты упрочнения у металлов с г. ц. к. решеткой кроме А1 можно объяснить низкой энергией дефекта упаковки (например, аустенитные стали). Как известно [см. формулу (55)], меньшим значением д.у соответствует большая равновесная ширина do расщепленной дислокации, что затрудняет поперечное скольжение и переползание дислокаций и повышает напряжение пересечения леса дислокаций. Несмотря на существенное различие дислокационных структур металлов с различной кристаллической решеткой, малые коэффициенты упрочнения металлов с о. ц. к. решеткой можно удовлетворительно объяснить большим числом систем скольжения и высокой энергией дефекта упаковки, а отсюда более свобод- [c.471]

Пластическая деформация известна как эффективное средство формирования структуры металлов, сплавов и некоторых других материалов. В процессе деформации повышается плотность дислокаций, происходит измельчение зерна, возрастает Концентрация точечных дефектов и дефектов упаковки. Совокупность этих изменений способствует образованию специфической микроструктуры. Основные закономерности ее формирования при пластической деформации определяются сочетанием [c.57]

Пластическая деформация известна как эффективное средство формирования структуры металлов, сплавов и некоторых других материалов. В процессе деформации повышается плотность дислокаций, происходит измельчение зерна, растет концентрация точечных дефектов и дефектов упаковки. Совокупность этих изменений способствует образованию специфической микроструктуры. Основные закономерности формирования структуры в процессе пластической деформации определяются сочетанием параметров исходного структурного состояния материала и конкретными условиями деформирования, а также механикой процесса деформации. При прочих равных условиях основная роль в формировании структуры и свойств материала принадлежит механике процесса деформации — если она обеспечивает однородность напряженного и деформированного состояний по всему объему материала, то процесс деформации является наиболее эффективным. [c.75]

Таким образом, теоретический анализ, прямые и косвенные экспериментальные методы показывают, что с увеличением степени пластической деформации растет плотность дислокаций и избыток дислокаций одного знака, возрастает число порогов и диполей, может формироваться ячеистая структура, увеличивается концентрация точечных дефектов и дефектов упаковки. Все эти изменения внутреннего строения кристаллитов — важнейший результат пластической деформации металлов и сплавов. [c.40]

Изучение механических свойств кристаллических веществ привело к необъяснимому результату их фактическая прочность была на несколько порядков ниже, чем рассчитанная теоретически. Исследования показали, что в природе практически не существует идеальных кристаллов, и любая кристаллическая решетка имеет н своей структуре так называемые дефекты упаковки различного рода. При классификации дефектов были выделены [29] [c.48]

Таким образом, материалы с высокой энергией дефектов упаковки предполагают более высокие значения поверхностной энергии, которые характерны и для будущих поверхностей разрушения. Это является стимулом к повышению сопротивления разрушению материала путем активации процессов самоорганизации структуры в процессе диссипации энергии нагружения. Поступающая энергия нагружения в процессе диссипации расходуется на процесс формирования зон переходных поверхностных слоев будущей поверхности разрушения. При этом успевает сформироваться возможно более полная структура переходного поверхностного слоя, описанного в разделе 4.3. [c.130]

Высокая энергия дефектов упаковки подразумевает формирование зоны скопления дислокаций переходного слоя, приводящего к возникновению сильных сжимающих напряжений, которые препятствуют дальнейшему развитию микротрещин, что повышает общую сопротивляемость материала разрушению. Тогда при дальнейшем подводе энергии разрушения начинают формироваться следующие зоны переходного слоя у вершины трещины вплоть до развитой пористой структуры, которая также включается в процесс диссипации энергии нагружения материала, активизируя вязкое разрушение. Вязкое разрушение требует наибольшей подачи энергии в материал. [c.130]

То, что будет излагаться ниже, относится к определению структуры идеальных кристаллов, т. е. кристаллов без дефектов. Реальные кристаллы — это кристаллы с наличием самых разнообразных дефектов (вакансии и междоузельные атомы, дивакансии, дислокации, дефекты упаковки, включения второй фазы и др.). Изучение структуры реальных кристаллов, естественно, представляет более трудную задачу, и в настоящее время во многих лабораториях занимаются исследованием реальной структуры. Эти лаборатории оснащены целым арсеналом современного оборудования, включающего дифракционную, электронно-микроскопиче-скую и другую аппаратуру. [c.36]

В металлах с г. п. у. решеткой наблюдается большое многообразие систем скольжения (см. табл. 6), зависящее от соотношения с/а. Наименьший вектор Бюргерса а/3-<11 0>- лежит в базисной плотноупакованной плоскости 0001 . В этом случае для одной плоскости и трех направлений имеются три системы скольжения. Наличие растянутых дислокаций в плоскости (0001), наблюдаемых в Со, Zn, d, Mg, свидетельствует о низкой энергии дефекта упаковки в этой плоскости. Отношение /fl = 1,633 в г. п. у. решетках соответствует идеальной структуре из плотноупакованных сфер. Для d и Zn оно >1,633 (см. табл. 5), поэтому скольжение идет в базисной плоскости. Несмотря на то что для Mg и Со отношение с/а <1,633 (1,62), скольжение в плоскости (0001) все же происходит благодаря низкой энергии дефекта упаковки. Для Ti и Zr с/а еще меньше расстояние между плоскостями 1010 в них меньше, чем между базисными. Согласно формуле Пайерлса скольжение в этих металлах по плоскостям 1010 , которые называются призматическими, все же протекает. [c.109]

В Г. ц. к. металлах с промежуточной (серебро, медь, никель, золото, платина) и особенно высокой (алюминий и его сплавы) энергией дефекта упаковки, в которых поперечное скольжение и переползание дислокаций происходит легко, даже при малых деформациях наблюдается возникновение ячеистой структуры (рис. 153), а стенки ячеек имеют меньшую толщину. [c.252]

В о. ц. к. металлах, например, в структуре деформированного железа вследствие развитости поперечного скольжения возникает такая же ячеистая структура, как и в г. ц. к. металлах с высокой энергией дефекта упаковки. [c.252]

В зависимости от условий деформации, энергии дефектов упаковки, фазового состава и других факторов, определяющих характер дислокационной структуры, роль и температурно-временная протяженность каждого из этих этапов может быть различной. [c.318]

При прочих равных условиях факторы, затрудняющие поперечное скольжение (низкая энергия дефектов упаковки, низкая температура деформации), благоприятствуют образованию более мелкой ячеистой структуры, но с более размытыми ( толстыми ) стенками ячеек и с большим избытком дислокаций одного знака, т. е. с большими углами разориентировки между ячейками. [c.318]

Более поздними исследованиями установлено, что для высоко чистых металлов б значительно меньше и составляет 0,2—0,3. Кроме степени чистоты, на температурный уровень рекристаллизации оказывает влияние структура деформированного состояния, которая в свою очередь связана с условиями деформации, типом кристаллической структуры (числом действующих систем скольжения, характером межатомных связей) и энергией дефектов упаковки. [c.343]

В материалах с высокой энергией дефектов упаковки понижение температуры деформации должно сильнее затруднить поперечное скольжение и динамический возврат, чем в металлах с низкой энергией. Соответственно переход от деформации при комнатной температуре к более низким температурам должен сильнее изменить структуру деформированного состояния (увеличить наклеп) в металлах первой группы — с большой д.у и сильнее снизить в них температуру начала рекристаллизации. [c.343]

Влияние на структуру проявляется через изменение энергии дефектов упаковки. Примеси, которые снижают эту энергию и тем затрудняют поперечное скольжение (динамический возврат), понижают и значение В таком же направлении влияет и понижение примесями сил межатомных связей. Повышение прочности связей повышает [c.346]

Процессы упрочнения и разупрочнения совершаются во времени, скорость их протекания существенно и по-разному зависит от многих факторов температуры, степени и скорости деформации, скорости охлаждения, энергии дефектов упаковки, исходного структурного состояния и фазового состава и т. д. Поскольку упрочнение и разупрочнение к тому же протекают параллельно, то степень реализации каждого из этих процессов и соответственно вклад в результирующую структуру сложно зависят от перечисленных выше факторов. Образующаяся при динамической рекристаллизации структура гораздо чувствительнее к небольшим изменениям этих факторов, чем структура рекристаллизации после холодной деформации. [c.361]

Было бы неправильным и односторонним объяснение влияния типа кристаллической решетки на диаграммы Os—е—е—0 только изменением энергии дефекта упаковки. На вид этих диаграмм, безусловно, существенное влияние оказывают количество систем скольжения и формирующаяся при деформации дислокационная структура. Позже будут проанализированы и другие причины. [c.473]

Внутренние факторы масса атома, электронное строение, электроотрицательность, размеры атома, кристаллическая структура, тип связи, энергия дефектов упаковки, теплопроводность, температура плавления, примеси. [c.191]

Если перестройка дислокационной структуры, согласно [276], обусловлена энергетическим критерием, то динамика такой перестройки определяется свойствами самого материала, и в частности величиной энергии дефекта упаковки [9, 40, 232]. Как известно, энергия дефекта упаковки является физическим параметром, и в значительной степени определяющем строение ядра дислокации, возможность ее диссоциации на частичные дислокации, подвижность последних, склонность к поперечному скольжению и т. д. Легкость поперечного скольжения винтовых компонент дислокаций и определяет во многом различия в механическом поведении металлов с разной энергией дефекта упаковки, в частности, например, металлов с ГЦК- и ОЦК-решетками. Чем эта энергия выше, тем раньше (по уровню напряжения и величине деформации) начинается интенсивное поперечное скольжение, облегчается обход движущимися дислокациями барьеров различной природы, в результате сокращаются стадии легкого и множественного скольжения монокристаллов, отмечаются изменения и на кривых нагружения поликристаллов (рис. 3.9) [5, 252]. Наблюдаемые явления связаны со структурными перестройками в металле, приводящими к образованию ячеистой структуры вследствие облегченного поперечного скольжения винтовых компонент дислокаций. [c.120]

Величина энергии дефекта упаковки даже у металлов с одним типом решетки может существенно различаться (табл. 9), что приводит к широкому спектру дислокационных структур. В ГЦК-металлах и сплавах с низкой энергией дефекта упаковки (а-латунь, нержавеющая [c.120]

У ГЦК-металлов со средней энергией дефекта упаковки (медь, золото, серебро — см. табл. 9) появляются небольшие различия в поведении в зависимости от величины у. При деформации в них формируется дислокационная ячеистая структура, лучше выраженная в меди [288]. [c.121]

Наиболее высоким значением энергии дефекта упаковки из всех металлов с ГЦК-решеткой обладает алюминий, что определяет развитие в нем типичной ячеистой структуры с тонкими стенками ячеек. Никель по механическому поведению и формирующейся в нем субструктуре занимает промежуточное положение между алюминием и медью [288]. [c.121]

ОЦК-металлы в целом имеют более высокие значения энергии дефекта упаковки по сравнению с ГЦК-металлами (табл. 9). Поэтому в пластической деформации этих металлов большую роль играет поперечное скольжение винтовых компонент дислокаций, подвижность которых быстро возрастает с увеличением температуры и приложенных напряжений, что способствует образованию ячеистой структуры с более совершенными и узкими стенками, хотя и менее правильными, чем при холодной деформации и последующей полигонизации. [c.121]

В общем случае дислокационные структуры, развивающиеся прц деформации в металлах с ОЦК-решеткой [289, 290], аналогичны структурам металлов с ГЦК-решеткой с высокими значениями энергии дефекта упаковки, что было показано еще в первых исследованиях струк- [c.121]

Из анализа данных, полученных разными авторами [9, 275, 302, 303], изменение размеров ячеек для моно- и поликристаллических ОЦК-металлов зависит от величины энергии дефекта упаковки конкретного материала, условий испытания, размера зерна, ориентировки, схемы нагружения и находится в пределах 3,0 — 0,2 мкм. С повышением температуры деформации размер ячеек увеличивается, их границы становятся более тонкими и плотными, дислокации внутри ячеек почти полностью отсутствуют. Среди особенностей ячеистой структуры отмечается [9, 295], что размер ячеек не зависит от начального размера зерна. [c.128]

Просвечивающая электронная микроскопия позволяет опреде -лять основные количественные характеристики дислокационной структуры вектор Бюргёрса отдельных дислокаций, плотность дислокаций (но числу точек выхода дислокаций на 1 см поверхности фольги или по суммарной длине линий дислокаций в единице объема фольги), ширину растянутых дислокаций, размеры субзерен, энергию дефектов упаковки и др. [c.99]

Наличие дисклинаций и степень ориентации углеродных слоев определяются, главным образом, структурой исходного волокна. Эти характеристики углеродных волокон существенно зависят и от степени вытяжки на начальной стадии получения углеродного волокна. Внутрислоевые дефекты и дефекты упаковки слоев в значительной мере устраняются в процессе термообработки. [c.15]

По современным представлениям, зародышем рекристаллизацион-ного зерна может быть. участок металла, имеющий весьма совершенную структуру и окруженный большеугловыми границами. Однако конкретный механизм формирования такого участка зависит от условий деформации (схемы, степени деформации и ее скорости, температуры, кристаллографической ориентировки деформирующих усилий), от свойств материала (характера систем скольжения, энергии дефектов упаковки и, следовательно, склонности к динамическому отдыху, величины зерна, наличия частиц избыточных фаз и т.д.) и условий нагрева. [c.95]

При механических видах изнашивания металлических материалов основным первичным процессом, обусловливающим возникновение износа, является пластическая деформация поверхностных слоев материалов, приводящая к возникновению в поверхностных слоях большого количества дефектов кристаллического строения (точечных дефектов, дислокаций, дефектов упаковки, двойников), сильной фрагментации зерен, текстуриро-ванию металла, а также к образованию ультрамелкокристалли-ческой структуры с размером кристаллитов 0,01—1,0 мкм [20.36]. Накопление дефектов кристаллического строения и взаимодействие их между собой приводят к возникновению в поверхностном слое материалов многочисленных субмикро- и микротрещин, развитие которых, в конечном итоге, обусловливает отделение фрагментов материала — продуктов изнашивания (частиц износа). [c.390]

Образование пористой структуры переходного поверхностного слоя, обусловливающее вязкое разрушение материала, происходит не во всех случаях. Это характерно, в основном, для веществ с высокой энергией дефектов упаковки (высокочистый алюминий - 200 мДж/м , медь - 50 мДж/м ). Для таких веществ характерно образование ячеистой стрзтоуры дислокаций, формирующейся на стадий упрочнения. Образование и рост микропор происходит вдоль стенок дислокационных ячеек. Для сплава Си - 7% А] с низким значением дефектов упаковки (3 мДж/м ) отсутствие ячеистой структуры ограничивает образование мйкропор в процессе разрушения. [c.130]

Управления свойствами поверхностного переходного слоя можно достичь, заставив носителей диссипации энергии переходного слоя (дефекты упаковки) подчинеться только параметру порядка, т.е. создавать различного рода неравновесные условия получения и обработки материалов, характерные для каждого конкретного случая. Мы предполагаем, что идеальные условия неравновесности поверхностных слоев металлических тел реализуются путем создания иерархии в структуре дефекгов. [c.135]

В ГЦК-решетке дефекты упаковки можно образовать не только путем скольжения. Можно, например, удалить плотно упакованный слой за счет диффузии вакансий на этот слой, а затем сомкнуть соседние слои. Так, после удаления слоя В последовательность будет. .. АВСАСАВС. .. Такой дефект получил название дефекта упаковки вычитаная. Его мох<но считать слоем САСА гексагональной плотноупакованной структуры. [c.113]

Если в этой структуре, допустим, задать смещение слоя Л по отношению к предыдущему слою F, равное а/6 [111], то образуется дефект упаковки (см. гл. П, рис. 42) AB DEFEFAB ..., для которого плоскость F будет зеркальным отражением плоскостей Е, т. е. де- [c.135]

При достаточно высокой степени деформации (е> >80- -90%) максимальная разориентация соседних ячеек превышает 5—10° при средней разориентации 2—3°. Имеется критический угол 0кр разориентировки границы ячеек. При 0<0кр<2н-5° границы ячеек оказывают сопротивление движению дислокаций по типу сопротивления дислокаций леса . Если 0> 2-4-5°, границы ячеек становятся столь же эффективными барьерами для передачи скольлсения, как и границы зерен, повышая тем самым деформирующее напряжение. Передача пластической деформации через такие границы сопровождается нагромождением дислокаций. В отличие от разных стадий пластической деформации, когда длина плоскости нагромождения ограничена размером металлографически выявляемого зерна, при больших деформациях длина плоскости нагромождения ограничена размером ячейки. Формирование ячеистых дислокационных структур зависит от условий деформации, среди которых главными являются температура, степень и скорость деформации, вид напряженного состояния. Многочисленные экспериментальные данные дают основание утверждать что снижение температуры деформации, повышение скорости деформации, легирование (при условии, что легирование не сильно влияет на величину энергии дефекта упаковки) или загрязнение металла, повышая напряжение течения, одновременно затрудняют формирование ячеистой структуры. Ячеистая структура оказывает непосредственное влияние на свойства деформированного металла, причем структурно чувствительные механические свойства зависят не только от размера ячейки, но и от угла 0 между соседними ячейками. [c.251]

В г. ц. к. металлах с низкой энергией дефекта упаковки (кобальт, нержавеющая сталь, сплавы на основе меди) наблюдаются широкие расщепленные дислокации, плоские нагромождения дислокаций. Ячеистая структура начинает формироваться здесь при больщих деформациях, причем стенки ячеек широкие. [c.252]

Было обнаружено, что при высоких температурах (выше 7 рек) максимальной пластичностью обладают однофазные сплавы со структурой а-феррита. Установлено, что выше 1000° С деформация а-фазы с низким значением Ое,а в стали (1Х21Н5Т) значительно больше, чем деформация -фазы с высоким значением а s.y, а при 1200° С разница достигает шестикратной величины. Большое различие в сопротивлении деформации фаз вызывает локальные деформации и концентрацию напряжений. Напряжения достигают критической величины и приводят при горячей деформации к образованию микротрещин. Заниженное сопротивление деформации и высокая пластичность при высоких температурах объясняются большей энергией дефектов упаковки и скоростью диффузионных процессов в -твердом растворе и, следовательно, более интенсивным протеканием процессов динамической полигонизации и рекристаллизации, диффузионного переползания дислокаций как основного механизма пластической деформации при повышенных температурах. [c.498]

Среди типичных для ОЦК-металлов с высокой энергией дефекта упаковки дислокационных структур авторы [9] выделяют три основные — хаотическое, т. е. относительное равномерное распределение дислокаций сплетения, жгуты или клубки из дислокаций и ди- слокационную ячеистую структуру. [c.122]

Формирование четкой дислокационной ячеистой структуры с тонкими границами является характерной особенностью пластической деформации тугоплавких металлов с ОЦК-решеткой, обусловленной, как отмечалось выше, высокими значениями энергии дефекта упаковки (особенно дляметаллов VIA группы), а также тем, что пластическую деформацию этих металлов из-за низкотемпературной хрупкости проводят обычно при температуре ниже температуры рекристаллизации, но значительно выше комнатной [9, 28]. [c.123]

Минимальный достигаемый размер дислокационных ячеек в значительной степени зависит от величины энергии дефекта упаковки [9]. Такие данные были получены Макквином [303] для ГЦК-металлов, заметно различающихся по величине энергии дефекта упаковки (алюминий, никель, медь и,латунь). В указанных металлах при одинаковых условиях деформации при температуре 0,55Тш, наблюдалось формирование ячеистой структуры, но размер ячейки увеличивался с ростом энергии дефекта упаковки. [c.128]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...