Дислокации стенок

Известно, что поле эквидистантной стенки краевых дислокаций является короткодействующим [11, 14] и на расстояниях порядка расстояния между дислокациями стенки равно нулю. Однако в реальных кристаллах стенки краевых дислокаций никогда не бывают эквидистантными. Поэтому представляет интерес рассмотрение характера поля напряжений, создаваемого стенкой краевых дислокаций, в которой дислокации смещены относительно своих положений. [c.184]

Для процесса возникновения и эволюции ячеистой дислокационной субструктуры характерны следующие закономерности [211, 242, 320, 357]. Образование ячеистой структуры происходит, начиная с некоторой критической деформации. Для описания ячеистой структуры обычно используют такие параметры средний размер ячейки, распределение ячеек по размерам, ширина стенок ячейки, разориентация соседних ячеек, плотность дислокаций в стенках ячеек и в объеме. Все указанные величины изменяются с ростом пластической деформации. С повышением пластической деформации еР диаметр ячеек d уменьшается, пока не достигает некоторого предельного значения — обычно 0,25—3 мкм. Все остальные перечисленные параметры ячеистой структуры, интенсивно изменяясь с ростом на начальных этапах деформирования ячеек, при дальнейшем деформировании стабилизируются и приближаются к некоторым характерным значениям стабилизируются плотность дислокаций в границах ячеек, толщина стенок ячеек и дисперсия функции их распределения по размерам. Поэтому увеличение напряжений, необходимых для распространения микротрещин через границы ячеистой структуры, по всей видимости, в первую очередь обусловлено уменьшением размера ячеек. В изложенной ниже модели принято, что плотность дислокаций в стенках ячеек постоянна, а увеличение общей плотности дислокаций, обусловленное пластической деформацией, приводит к образованию новых границ и тем самым к уменьшению диаметра ячеек. [c.78]

Для определения влияния пластического деформирования на 5с необходимо определить зависимость диаметра d от пластической деформации. Для этого рассмотрим регулярную субструктуру со средним диаметром ячейки d. Предполагая, что все дислокации находятся в стенках ячеек, для средней плотности дислокаций будем иметь [c.79]

Из уравнения (2.17) следует, что в процессе пластического деформирования независимо от направления пластической деформации происходят два процесса генерация дислокаций, испускающихся из стенок ячеек, пропорциональная рд, и аннигиляция дислокаций, происходящая в стенках ячеек, пропорциональная Подчеркнем, что изменение плотности дислокаций [c.80]

В работах [232, 234, 356] показано, что для некоторых материалов характеристики вязкости разрушения при циклическом нагружении могут существенно отличаться от характеристик статической трещиностойкости. Циклическое деформирование металла у вершины трещины приводит к нестабильному (скачкообразному) ее развитию при КИН, меньших статической вязкости разрушения Ки. В настоящее время феноменология такого явления достаточно хорошо разработана и описана в работах [29, 197, 232, 234, 267, 356]. Тем не менее физическая природа скачков усталостной трещины изучена недостаточно. Попытаемся дать физическую интерпретацию этого явления. Выше (см. подраздел 2.3.2) была представлена модель, описывающая зарождение усталостного разрушения в масштабе зерна. Разрушение представлялось как многостадийный процесс, включающий зарождение микротрещин по границам и в теле фрагментированной субструктуры, возникающей при циклическом деформировании, стабильный рост микротрещин за счет стока дислокаций в их вершины, образование разрушения в пределах зерна при нестабильном росте микротрещин. Ограничение мае-штаба разрушения при нестабильном росте микротрещин размером зерна возникает в случае их торможения границами зерен или стенками фрагментированной структуры, т. е. при = Oi < 5с(ху), где X/ — накопленная деформация к моменту страгивания микротрещин. Если сгтах 5с(ху), то разрушение может распространяться в масштабе, большем чем размер зерна. [c.222]

Вследствие упругого взаимодействия между дислокациями сопротивление их движению сильно возрастает и для их продвижения внешнее напряжение должно резко возрасти (стадия // упрочнения). Под влиянием все возрастающего наиряжения развивается поперечное скольжение винтовых дислокаций, т. е. скольжение с переходом из одной разрешенной плоскости скольжения в другую. Это приводит к частичной релаксации напряжений, аннигиляции отдельных дислокаций разного знака и группировке дислокаций в объемные ячейки, внутри которых плотность дислокаций меньше, чем в стенках ячеек. Наступает /// стадии деформации, когда происходит так называемый динамический возврат, который приводит к уменьшению деформационного упрочнения. [c.46]

Бесконечное число одинаковых параллельных прямолинейных краевых дислокаций в изотропной среде расположены в одной плоскости, перпендикулярной их векторам Бюргерса, на одинаковых расстояниях h друг от друга. Найти напряжения сдвига, создаваемые такой дислокационной стенкой на рас стояниях, больших по сравнению с Л. [c.157]

Подсчитаем вращение, создаваемое бесконечной стенкой дислокаций [c.478]

Итак, стенка дислокаций может служить моделью плоской границы, разделяющей области кристалла, повернутые одна относительно другой на [c.478]

Рассмотрим теперь напряженное состояние в теле при наличии бесконечной стенки дислокаций. Исходя из формулы (10.3.6), для касательного напряжения а, 2 получим следующее выражение 11 [c.479]

Таким же образом можно убедиться в том, что и остальные напряжения обращаются в нуль. Итак, бесконечная стенка дислокаций оставляет тело ненапряженным, разделяя его на области, повернутые одна относительно другой. [c.479]

Это — гипербола, проходящая через концы отрезка xi = О, [-L, L], Она разбивает плоскость xi, Х2 на две области, в которых О12 имеет различные знаки. Дислокация того же знака, попавшая в незаштрихованную область (рис. 14.13.1), будет отталкиваться от оси xs, в заштрихованной области дислокации того же знака притягиваются к оси Х2, за счет чего происходит рост стенки. [c.479]

При Xi >x2 xi> ) одноименные дислокации отталкиваются (см. рис. 29, кривая /), при Х]<С1 притягиваются значение xi = l соответствует / = 0. Однако это положение второй дислокации неустойчивое, так как небольшое смещение ее вправо влечет за собой появление сил отталкивания (дислокации разбегаются), а влево сил притяжения. При xi=0 сила взаимодействия одноименных дислокаций а положение второй дислокации устойчивое, так как независимо от небольших смещений вправо или влево действуют силы притяжения. Таким образом, одноименные дислокации занимают устойчивую дислокационную конфигурацию с образованием стенки (рис. 30,а). Энергия стенки , образованной из п дислокаций, будет меньше, чем энергия пЕ для п отдельных дислокаций. При сравнении рис. 30, а и 25 становится очевидной причина снижения энергии стенки поле сжатия каждой из дислокаций накладывается на поле растяжения от всех дислокаций, расположенных выше, а поле растяжения — на поле сжатия всех дислокаций, расположенных ниже. Вдоль стенки происходят [c.56]

Кристалл, содержащий винтовую дислокацию, представляет собой атомную плоскость, закрученную по спирали. Возникает вопрос какие причины вызывают закручивание в первый момент роста, при образовании зародыша Известно, что кристаллы зарождаются на готовой подложке, которой служат стенки изложницы и мельчайшие твердые частицы, взвешенные в расплаве. На поверхности таких подложек имеются готовые ступеньки, к которым присоединяются атомы из кристаллизующегося расплава. Таким образом, винтовая дислокация из подложки как бы прорастает в образующийся кристалл. [c.103]

Дислокационная стенка из одноименных дислокаций (см. рис. 21) [c.160]

Субграницы с малым углом разориентации проявляются при травлении не в виде сплошных линий, как это имеет место при травлении межзеренных границ, а состоит из отдельных ямок (фигур) травления. Их плотность зависит от взаимной ориентации субзерен, а расстояние между ямками совпадает с расчетными значениями для расстояния h (см. рис. 21) в стенке дислокаций, из которых состоит стенка субзерна. [c.167]

Движению дислокаций препятствуют границы зерен, частицы второй фазы, концентрационные неоднородности, структурные несовершенства (в частности, другие дислокации), флуктуации в решетке, связанные с неравномерным распределением энергии или примесей. Поэтому с повышением степени деформации дислокации перераспределяются из-за общего повышения плотности дислокаций с созданием стенок, разбивающих кристалл на объемы, сравнительно свободные от дислокаций, т. е. будет происходить образование ячеистой структуры. Начальная стадия пластической деформации сопровождается появлением макронеоднородностей рас- [c.250]

Наиболее эффективными стоками (чаще всего рекомбинационными) г избыточных СТД являются дислокации, образующиеся при близких температуре кристаллизации температурах (так называемые высоко-шературные дислокации). Это вполне объяснимо, так как именно 1 высоких температурах СТД обладают максимальной подвижностью. меры областей с измененными свойствами, формирующихся вокруг локаций в процессе стока, определяются природой присутствующих Фисталле СТД и существенным образом зависят от величины плот- ти дислокаций и от тепловых условий выращивания, прежде всего скорости посткристаллизационного охлаждения слитка. В кристаллах As, например, размеры этих областей обычно изменяются в пределах нескольких десятков до сотен микрометров. Размеры областей, фор-рующихся вокруг скоплений дислокаций (стенки дислокационных ек, малоугловые границы и т. д.), существенно выше, чем вокруг от-1ьных дислокаций. [c.59]

Наиболее важная микроструктурная- перестройка, которая происходит в процессе ползучести, заключается в образовании разориентированных субзерен (полигонизация), разделенных стенками дислокаций. Стенки образу ются от перераспределения геометрически необходимых дислокаций, которые согласовывают пластические несовместимости между зернами или между образцом из монокристалла и наковальнями. Субзерновая структура находится в состоянии динамического развития. Образующиеся стенки дислокаций мигрирует под действием напряжения и разрушаются. Резо-риентация стенок увеличивается с ростом деформации до тех пор, пока в результате их вращения без миграции не установится рекристаллизован-ная зерновая структура. При более высоких значениях напряжения и температуры увеличиваются силы, вызывающие миграцию границ, а также их подвижность, и границы могут мигрировать. Размер как субзерен, так и рекристаллизованных зерен зависит от приложенного напряжения и уменьшается по мере его возрастания. Эмпирические соотношения между размером зерен или субзерен и напряжением устанавливаются экспериментально и используются для того, чтобы восстановить напряжение, которое вызвало естественное деформирование горных пород. Однако представление о том, что размер субзерен или зерен равновесен при Данном напряжении, не обосновано. Размер субзерен не является независимой переменной и не оказывает существенного влияния на скорость ползучести, если только он не зафиксирован каким-либо образом. Преобразования зерен в результате динамической рекристаллизации, по-видимому, недостаточно, чтобы вызвать изменение механизма ползучести от описываемого степенной зависимостью до диффузионной ползучести. [c.190]

Сочленения дислокаций см. Узльв дислокаций Стенки дислокаций 69, 82, 116, 190 Стеленная ползучесть 98, 112, 120— 135, 140, 212,. 226 [c.282]

Для некоторых металлов (например алюминия, титана, монокристаллов молибдена и вольфрама) в процессе возврата и поли-гопизации происходит заметное понижение прочности и повышение пластичности. Однако их жаропрочные свойства при этом повышаются. У меди, никеля и их сплавов на определенной стадии поли-гонизации твердость, пределы текучести, упругости и выносливости, а также пластичность повышаются. Одновременно сиижаючся неупругие эффекты. Упрочнение происходит в результате закрепления подвижных дислокаций атомами примесей в дислокационных стенках, возникающих при полигонизации, ( ,е([)ормировациого металла. [c.54]

Полигонизация — процесс образования разделенных малоугловыми границами субзерен. Полигонизация представляет собой развитие возникшей при пластической деформации ячеистой структуры. Размытые, объемные сплетения дислокаций вокруг ячеек становятся более узкими и плоскими и превращаются в субграницы, а ячейки — в субзерна. Процесс развивается при температурах более высоких, чем температура отдыха. Субграницы образуются в результате поперечного скольжения и переползания дислокаций в направлении достройки или сокращения экстраплоскостей. Хао тически распределенные дислокации выстраиваются в вертикаль ные стенки. Тело субзерен практически очищается от дислокаций Решетки соседних субзерен получают небольшую разориентиров ку (до нескольких градусов). Скорость полигонизации контроли руется относительно медленной скоростью переползания дислока ций, которая определяется скоростью перемещения вакансий Примеси, образующие на дислокациях облака Коттрелла, тормо зят полигонизацию. Субзерна при продолжительной выдержке и повышении температуры склонны к коалесценции, т. е. укрупнению. Движущей силой в этом случае служит разность энергий субграниц до и после коалесценции. При дальнейшем повышении температуры получает развитие процесс первичной рекристаллизации. [c.511]

Значение 6 можно представить в виде суммы пластического и деструкционного (разрушающего) удлинения. Пластическая деформация обусловлена дислокациями и сдвигом. Деструкция означает возникновение в материале несплошно-стей. Отношение напряжений деструкции ад и для многих пластичных сталей близко к единице Кд = ад/Ов 1,0. Чем больше Кд, тем качественнее сталь. [c.283]

Эффект магнитной памяти металла к действию на] рузок растяжения, сжатия, кручения и циклического нагружения выявлен в лабораторных и промышленных исследованиях. Уникальность метода магнитной памяти заключается также в том, что он основан на использовании собственного магнитного поля, возникающего в зонах устойчивых полос скольжения дислокаций, обусловленных действием рабочих нагрузок. В результате взаимодействия собственного магнитного поля (СМП) с магнитным полем Земли в зоне концентрации напряжений на поверхности объекта контроля образуется градиент магнитного поля рассеяния, который фиксируется специализированными магнитометрами. Механизм возникновения СМП на скоплениях дислокаций обусловлен закреплением доменных границ, когда эти скопления становятся соизмеримы с толщиной доменных стенок. Ни при какгос условиях с искусственным намагничиванием в работающих конструкциях такой источник информации, как собственное маг- [c.350]

Образование скоплений дислокаций как первой подповерхностной зоны переходного слоя, как упоминалось выше, происходит на границах структурных элементов поликристалла, и в особенности около несплошно-стей на пористых границах, которые закладываются в материале в иерархическом процессе его образования. Это сопровождается локальной концентрацией напряжений, что, в свою очередь, вызывает возникновение зародышевых микротрещин. [c.129]

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]

В периоде распространения трешцн (от начала шейкообразования до окончательного разрушения материала) при статическом растяжении также можно выделить ряд стадий. В настоящее время показано, что процесс шейкообразования связан с развитием дисклинационных (поворотных) мод пластической деформации, образованием ячеистой структуры с плотностью дислокаций (3-7) 10 м и зарождением пор на стенках дислокационных ячеек. [c.16]

Достижение пунктирной линии зарождения субмикротрещии на стадии циклическою деформационного упрочнения (рис. 7) связано с формированием самоорганизующихся дислокационных структур с критической плотностью дислокаций (р S Ю м ), например, в стенках дислокационных ячеек или полосовых структур. Именно в этих локальных объемах металла возникают уже на стадии циклического деформационного упрочнения субмикротрещины размером порядка 1 - 3 мкм. [c.41]

Предположим теперь, что вдоль оси та на равных расстояниях d расположен ряд одинаковых краевых дислокаций (Ь, О, 0). Основываясь на результатах предыдущего параграфа, следует ожидать, что такое расположение будет устойчивым. В последующем мы вернемся к вопросу об устойчивости подобного расположения, пока что ограничимся соответствующим допущением. Если мы хотим рассматривать напряженное состояние в точках, отстоящих от оси Х2 на расстояние, достаточно большое по сравнению с расстоянием d между дислокациями, мы можем замег(ить дискретный ряд дислокаций непрерывным их распределением, слоем дислокаций. Представим себе, что на каждый бесконечно малый элемент dgj оси хг приходится краевая дислокация с вектором Бюргерса р На больших расстояниях от оси Х2 такой слой вызывает напряженное состояние, не отличающееся от напряженного состояния, вызванного рядом дислокаций на расстоянии d одна от другой, если р = b/d. Слой дислокаций может простираться неограниченно вдоль оси х или может быть расположен на части плоскости ц = О от = —L до Х2 = +L. Рассмотрим сначала случай бесконечной стенки. Вращение, вызванное краевой дислокацией (6, О, 0), проходящей через начало координат, дается формулой (14.4.4) [c.478]

Дислокации могут возникать во время кристаллизации из-за ра.эных случайностей роста кристаллов. Эти случайности приводят к образованию мозаичной структуры — кристалл состоит из взаимно разориентированных субзерен (блоков). Одна из возможных причин образования субзерен — изгиб очень нежных ветвей денд-ритов из-за конвекционных токов, градиента температур и действия других факторов. Когда слегка разориентированные ветви дендри-тов срастаются, на границе между ними возникают дислокации. Поверхность срастания представляет собой стенку из краевых дислокаций. [c.104]

Структура области сброса (рис. 86) представляет собой две области ADE и СРВ сильно искривленной решетки, отделенные одна от другой и от недеформированного кристалла четко выраженными плоскостями сброса АВ и D, состоящими из стенок краевых дислокаций. Искривленные области ADE и СРВ содержат избыток дислокаций одного знака, поэтому на их лауэграммах наблюдается заметный астеризм. При отжиге именно в этих областях протекают процессы полигонизации и рекристаллизации. Собственно полоса [c.149]

Изучение дислокационной структуры показало, что в железе с 3% Si краевые дислокации пробегают значительно большие расстояния, чем винтовые, так как винтовые дислокации более длинные. Винтовые дислокации легко совершают поперечное скольжение. Простая дислокационная картина, видимая при деформации 1—2%, быстро перерождается при дальнейшем увеличении деформации в ячеистую структуру, в которой стенки ячеек содержат сложнопереплетенные скопления дислокаций, плотность которых увеличивается с ростом деформаций. [c.201]

ТОНКАЯ СТРУКТУРА И ДИСЛОКАЦИИ В ДЕФОРМИРОВАННОМ ПОЛИКРИСТАЛЛЕ. В зернах деформированных металлов видны группы разориенти-рованных на малые углы областей (ячеек) с небольшой концентрацией дислокаций, окруженных трехмерными дислокационными сетками (стенками ячеек). Размеры ячейки 1—2 мкм, а толщина стенки ячеек десятые доли микрона. Такая структура называется ячеистой. [c.250]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...