Клубки дислокаций

Переход ко второй стадии упрочнения, как и в металлах с плотно-упакованной структурой, связан с развитием вторичного скольжения. Для этой стадии характерны клубки дислокаций, мультипольные группы, стенки которых, соединяясь, формируют границы ячеистой структуры. К концу второй стадии образование ячеистой структуры завершается. [c.112]

Второй прямолинейный участок на перестроенной кривой нагружения отвечает образованию сплетений, а затем и клубков дислокаций (рис. 3.20, б). [c.139]

По данным дифракционной электронной микроскопии (ДЭМ) [148, 191] внутри субзерен наблюдаются отдельные дислокации, мелкие дислокационные петли, сплетения, клубки дислокаций, а также дислокации, закрепленные выделениями второй фазы, субграницы. [c.87]

Три стадии структурообразования (рис. 38) I — диполи из краевых дислокаций, винтовые дислокации и скопления дислокаций II — клубки дислокаций, границы блочной структуры III — блочная структура. [c.125]

Клаузиуса — Клапейрона формула см. Клапейрона уравнение Клубки дислокаций 70 Кобле ползучесть 212, 214, 224—226 236 [c.280]

Другие барьеры в виде полей напряжений, которые не могут быть преодолены действием термических флуктуаций, возникают при определенных условиях от винтовых дислокаций. Если винтовые дислокации содержат достаточное количество порогов, они перемещаются медленно и вызывают обратные напряжения, действующие на близлежащие винтовые дислокации. Дислокационные сплетения (клубки дислокаций), несомненно, являются источниками взаимодействия полей напряжений. Возврат части пластической деформации при снятии напряжения в условиях высокотемпературной ползучести свидетельствует о наличии таких обратных напряжений. [c.273]

Дисклинации имеют различную пространственную ориентацию в объеме металла. Стремление к взаимному объединению, а также возможность перемещаться исключительно трансляционно заставляет дисклинации формировать структуры второго масщтаба после одиночных дислокаций типа клубков и скоплений (рис. 70, б). В этих скоплениях отдельные дисклинации пространственно разориентированы друг относительно друга, что не по- [c.109]

Зона скопления дислокаций характеризуется фрактальным распределением в ней данных линейных дефектов. В зависимости от конкретного геометрического образа дислокационной структуры и принадлежности к какой-либо из стадий эволюции дислокационной подсистемы (хаос, клубки, ячейки, фрагменты) данная зона характеризуется определенным энергетическим содержанием и различается значениями фрактальной размерности дислокационных структур. Среди различных дислокационных ансамблей ячеистые конфигурации наиболее отвечают диссипативному состоянию структуры металла. Они характеризуются значением фрактальной размерности дислокационной структуры Ор а 1,5. [c.119]

При дальнейшем повышении деформации изменения в структуре определяются как неоднородным распределением действующих дислокационных источников с максимальным напряжением старта, так и препятствиями в плоскости скольжения. Наталкиваясь при своем движении на препятствия, дислокации образуют клубки, вытянутые в направлении скольжения. Такие дислокационные сплетения ориентированы вдоль следов плоскостей скольжения. С увеличением степени деформации пространство между клубками заполняется относительно равномерно распределенными дислокациями и лишь впоследствии образуется ячеистая разориентированная структура. [c.253]

Вероятность набора скопления дислокаций одного знака должна быстро уменьшаться при образовании клубков и сплетений дислокаций на второй стадии упрочнения и практически исключается на третьей стадии при сформировании ячеистой структуры. Поэтому в качестве верхней границы области образования микротрещин (области Л) на диаграмме ИДТ выбрана полоса деформаций между кривыми 4 и 5. [c.221]

На фоне однородного распределения дислокаций возникают возмущения дислокационной плотности в виде клубков, сплетений, жгутов и тому подобных образований (рис. 1.4, в). [c.36]

В работах Малыгина [201—203] развита последовательная теория ячеистых дислокационных структур, образующихся в ГЦК-металлах как на стадии легкого скольжения, так и на второй-третьей стадиях деформационного упрочнения, т.е. в условиях множественного скольжения. Выделяются следующие стадии формирования ячеистой структуры образование сплетений и жгутов дислокаций при одиночном скольжении возникновение дислокационных клубков и стенок на второй и замкнутых дислокационных ячеек на третьей стадиях деформационного упрочнения металлов с ГЦК-решеткой. [c.112]

Поперечное скольжение винтовых дислокаций имеет определяющее значение в тех областях, в которых в результате скольжения образуется множество дислокационных петель. При этом кинетика формирования ячеистой структуры связана с захватом клубками движущихся дислокаций, которые изгибаются и образуют с течением времени стенки ячейки. С ростом напряжения некоторые дислокации могут отрываться от стенок ячеек. [c.106]

Важным следствием обработки кривых нагружения в координатах 5 — является возможность экспрессного построения диаграмм структурных состояний материала [328]. Как показано на рис. 3.29 на примере сплава МТА, для этого необходимо на перестроенных кривых упрочнения 5 — соединить точки перегибов, соответствующих критическим деформациям вх и щ, при которых происходит изменение коэффициентов параболического деформационного упрочнения в процессе развития и перестройки дислокационной структуры. Таким образо.м, мы фактически получаем диаграмму структурных состояний сплава МТА (рис. 3.29). На рнс. 3.30 представлены в координатах деформация — температура диаграммы структурных состояний сплава МТА, а также однофазного сплава МЧВП с размером зерна 40 и 100 мкм. Диаграммы ограничены (из условий получения [328]) кривой температурной зависимости однородной деформации и включают три области / — относительно однородного распределения дислокаций // — сплетений, клубков дислокаций и /// — ячеистой дислокационной структуры. Области на диаграмме разделены линиями температурной зависимости критических деформаций и ба, которые являются верхней границей равномерного распределения дислокаций и соответственно нижней границей образования ячеистой структуры. Температурный ход этих кривых может быть объяснен [345] исходя [c.148]

Одновременно проводили электронномикроскопическое изучение на аппарате УЭМВ-100К дислокационной субструктуры в тонких фольгах образцов, деформированных при тех же напряжениях, которые были выбраны для снятия поляризационных кривых. Анализ показал, что увеличение степени деформации сопровождается ростом плотности дислокаций, причем если вблизи предела упругости и на стадии легкого скольжения появляются хаотически расположенные дислокации, то на стадии деформационного упрочнения дислокации выстраиваются в плоские скопления, достигающие значительных размеров по числу дислокаций (рис. 19, а). На заключительной стадии динамического возврата плоские скопления разрушаются и образуются клубки дислокаций при значительном увеличении плотности дислокаций (рис. 19, б). [c.80]

Рис. 24. Дислокационная субструктура стали 1Х18Н9Т, Х20 ООО а — образование плоских дислокационных скоплений на стадии деформационного упрочнения б — образование клубков дислокаций на стадии динамического возврата

Монокристалльная структура ориентации 110 <110> сохраняется до 10—20%-ной пластической деформации [39, 126, 135, 136], но уже при деформац иИ монокристалла ориентации ПО <110> до 20% возникает сильное искажение кристаллической решетки, приводящее к образованию клубков дислокаций [39, 148]. При дальнейшей деформации при прокатке до 80% образуется двухкомпонентная текстура 111 <110>-1--1- 001 <100> [140], что свидетельствует о превращении монокристалла в поликристалл. В материале в этом случае создается ячеистая субструктура [39, 148]. При возникновении ячеистой структуры внутренние области ячеек свободны от дислокаций, а границы или стенки ячеек представляют собой протяженные и широкие дислокационные скопления высокой плотности дислокаций. [c.93]

Изменение направления пластической деформации монокристалла с <100> на <110> в той же кристаллографической плоскости <001 > привело к тому, что монокристаллы молибдена ориентации 001 <110> оказались пластичными при прокатке, выдерживали пластическую деформацию с обжатием до 90% без растрескивания и при значительном обжатии при прокатке (80%) сохраняли первоначальную монокристалльную структуру 001 <1Ш> [24, 39, 93, 121, 126, 135, 136, 148, 209]. Твердость, полуширина рентгеновских линий увеличиваются только на первых 10—15% деформации, хотя при дальнейшей деформации наблюдается непрекращающаяся фрагментация субструктуры [135, 136]. Дифракционное электронно-микроскопическое исследование показало, относительно равномерное распределение (В объеме деформированного на 80% материала сплетений и клубков дислокаций [39, 148]. [c.95]

Таким образом,исходная монокристалльная структура сохраняется при деформации монокристаллов при минимальном искажении кристаллической решетки, т. е. при ламинарном пластическом течении, при котором мало деформационное упроч-Бение и дислокационная структура представляет хаотическое распределение клубков дислокаций, а общая плотность дислокаций невысока. При турбулентном, сложном течении увеличивается деформационное упрочнение и, следовательно, искажается кристаллическая решетка, усложняется дислокационная структура, повышается общая плотность дислокаций, возникает текстура и, наконец, образуется ячеистая структура. Формирование ячеистой структуры часто рассматривают как фактически эквивалентное получение структуры мелкозернистого поликри-сталлического металла [148]. Вследствие этих причин по мере продвижения в ряду ориентаций 001 <110>, 001 <100>, 110 <001> и 110 <110>—сохранение монокри-сталльной структуры при большой степени деформации затрудняется. [c.96]

Стадийность процесса прежде всего связана с различным типом дефектных структур, самоорганизующихся при обмене системы энергией (и веществом) с окружающей средой. Эволюция дислокационной структуры в процессе деформации монокристаллов с ОЦК-решеткой, детально изученная в работах [35, 148, 216, 235 и др.], связана на различных стадиях со следующими дислокационными структурами стадия I — диполи из краевых дислокаций, винтовые дислокации и скопления дислокаций II — клубки дислокаций, границы ячеистой структуры III — ячеистая структура. Считают, что переход от одной стадии к другой, а следовательно и перестройка дислокационной структуры, связаны с изменением кристаллографии скольжения. В случае поликристаллических материалов также удается выделить эти стадии, в том числе при циклическом нагружении [35, 236, 237]. В работе [235] предложена обобщенная схема деформационного упрочнения поликристаллических ОЦК-металлов и сплавов (рис. 90), отражающая многостадийный и иерархический характер перест- [c.135]

Только рассмотрение решетки с кооперативными смещениями позволило ввести понятие об атом-вакансионных состояниях, в условиях которых дислокация рождается как солитонное решение нелинейного волнового уравнения. Была вскрыта общая природа возникновения любых- деформационных дефектов точечных, дислокаций, протяженных дефектных фаз (типа клубков дислокаций). Все они возникают в областях неравновесных атом-вакансионных состояний. Тип дефекта определяется характером решения нелинейного волнового уравнения, описывающего решетку с кооперативными смещениями. В зависимости от степени и условий деформаций можно полу хить любые деформационные дефекты, которые могут взаимно превращаться. С другой стороны, движение любых деформационных дефектов может осуществлять произвольную пластическую деформацию, поэтому в теории пластического течения кристаллов необходимо рассматривать движение дефектов всех типов, включая планарные и протяженные дефектные фазы. [c.23]

Хорошо известно, что на ранних стадиях деформации тщательно отожженных кристаллов их пластичность может быть связана почти исключительно с движением одиночных дислокаций, как это имеет место в щелочно-галоидных кристаллах [190] или сплаве молибден — рений L134]. Дальнейшая структурная эволюция зависит от очень многих факторов, она еще не полностью изучена и потому не всегда предсказуема. Не вызывает, однако, сомнений что дислокационное строение по мере увеличения деформации постепбн-но усложняется, движение дефектов начинает приобретать коллективный характер. Законы таких событий становятся зависящими от свойств междислокационных взаимодействий в ансамблях. Начинают проявляться качественно новые коллективные эффекты, прежде всего в виде неравномерного распределения дислокаций по объему, образования клубков дислокаций и ячеек с рыхлыми дислокационными границами. Еще позднее границы разориентации становят-. ся тоньше (дислокации в них располагаются упорядоченнее, например, в виде регулярных сеток) и плотнее, так что в конце концов и вообще перестают разрешаться современными приборами. С момента, когда внутри ячеек дислокаций остается мало, контролирующий фактор пластичности почти полностью переходит от одиночных дислокаций к их ансамблям в границах. В ряде практически важных случаев, например при деформации алюминия [217] или молибдена [36] при комнатной температуре, описанная тенденция выражена настолько, что вскоре возникает качественно новая разновидность структуры, когда весь кристалл получается разбитым на отдельные сильно разориентированные фрагменты размером около 0,1—0,3 мкм с резкими (тонкими) границами и характерной морфологией [192, 39, 35—37, 134, 28, 126, 127]. В такой структуре пластическое. течение до момента разрушения осуществляется не только сдвигами, но и нарастающими поворотами фрагментов друг относительно друга. [c.35]

По достижении макроскопического предела упругости начинается согласованное формоизменение смежных. зерен, облегчающее выход подвижных дислокаций из зон концентраторов напряягений и увеличивающее их плотность в зерне. В этих условиях в решетке, пересыщенной дефектами, образуется дефектная фаза (клубки дислокаций) и формируется субструктура. Завершение процесса в одном из сечений образца определяется завершенностью полосы Людерса, необходимость формирования которой обусловлена невозможностью протекания макродеформации поликристалла, пока не сформируется более низкий структурный уровень деформации. Образование дефектной фазы в форме границ ячеек обеспечивает протекание поворотных мод макродеформации. При низкой сдвиговой устойчивости решетки поворотные моды деформации на суб-структурном уровне осуществляются образованием двойников или мартенситных ламелей. [c.82]

В случае высокой сдвиговой устойчивости решетки дефектная фаза вырождается в скопления дислокаций, зарождающихся в очень локализованной зоне концентратора напрян ений. В зоне стесненной деформации, куда дислокации выдавливаются в поле градиента концентратора напряжений, возникают клубки дислокаций, ко тррые- [c.86]

Выше мы рассмотрели различные сценарии коллективного поведения дефектов в процессе пластической деформации. Их особенность состоит в том, что разные типы дефектов выступают равноправным образом. Действительно, в 1 рассматривались настолько высокие плотности дефектов, что их поведение может быть представлено параметром перестройки конденсированной среды, характеризующим ее сверхпластичность. В 2 рассматривался автокаталитический процесс, в котором дислокации и вакансии представлены равноправным образом. Однако уже в 3,4 подразумевалась иерархическая структура ансамбля дефектов. Так, для реализации картины, развитой в 4, следует предположить, что имеются крупномасштабные дефекты высшего структурного уровня (клубки дислокаций, стыки фаниц зерен, вьщелечия фазы и т. д.), которые ифают роль концентраторов напряжений, стопорящих движение мобильных дефектов низшего уровня (дислокаций, вакансий и т.д.). Простота уравнений (3.102), [c.277]

Эта модель осталась полезной даже после того, как детальное изучение структуры кристаллов с помощью электронного микроскопа и другими методами показало, что ее соответствие действительной структуре часто весьма недостаточное. Для некоторых материалов установлено, что большинство дислокаций соединяются, давая в совокупности сетки дислокаций, образующие малоугловые границы зерен. Эти границы разделяют области кристалла, имеющие лишь небольшие нарушения. Для многих металлов существуют клубки дислокаций и другие дефекты, которые дают статистические скопления искажений и изменение ориентации решетки более или менее произвольное, но непрерывное. В других материалах почти такой же эффект дают наруи1ения упаковки, микродвойники, примеси и другие дефекты. Часто существует сильная анизотропия, поскольку дефекты встречаются преимущественно на особых кристаллографических плоскостях или на особых направлениях. [c.354]

При достижении очередной критической плотности дислокаций рщ, текучесть материала оказывается достаточной для того, чтобы в нем могло происходить вращение дислокационных и дисклинационных структур (ротационный характер перемещения). При этом снимается пространственная разориентация дисклинаций в клубках и скоплениях и возможно их более полное объединение. Чтобы сохранить пространственную сплошность металл вынужден образовывать периодическую структуру. Это приводит к перестройке структуры металла и формированию ячеистьа или сетчатых структур (рис. 70, в). Границы ячеистой структуры начинают притягивать дислокации, которые продвигаются к ним для взаимного объединения. Толщина границ со временем постепенно увеличивается. Плотность дислокаций на границах увеличивается, тогда как в теле самих ячеек она становится практически равной первоначальной ( 10 -10 см ) Средняя плотность дислокаций в металле на этапе возникновения ячеистой структуры достигает 10 ° [c.110]

Наряду с анализом наблюдаемых длин линий скольжения делались попытки развить теорию второй стадии упрочнения [8, 237] на основании данных электронно-микроскопических исследований структуры. Так, подобно Зегеру [253], Хирш [237] и Фридель [8] полагают, что плоские скопления дислокаций образуются, но затем релаксируют путем вторичного скольжения, формируя наблюдаемые сплетения, которые и являются главным препятствием для дальнейшего скольжения. На основе дислокационных сплетений (клубков) при дальнейшей деформации образуются свободные от дислокаций ячейки, окруженные стенками с высокой плотностью дислокаций. [c.102]

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]

Авторы [9,28] отдают предпочтение полигонизационному механизму образования ячеистой структуры, согласно которому существенную роль в формировании дислокационных ячеек играют процессы переползания краевых компонент дислокаций. Этот процесс, как известно, является самым медленным звеном полигонизации, поскольку требует переноса массы за счет диффузии точечных дефектов [9]. Избыточная концентрация точечных дефектов в деформируемом кристалле обусловлена возникновением, движением и взаимодействием дислокаций в процессе деформации, поскольку каждая дислокация, пересекаясь с дислокациями леса высокой плотности, приобретает значительное число порогов, способных порождать при дальнейшем перемещении вакансии и междоузельные атомы. В работе [9] особо подчеркивается качественно различный характер ячеистой структуры, возникающей на ранних и конечных стадиях деформации, причем это различие проявляется как в механизме образования дислокационных ячеек, так и механизме передачи пластической деформации через границы ячеистой структуры. На ранних стадиях деформации границы ячеек представляют собой клубки, сплетения, вытянутые вдоль плоскостей скольжения и в направлении скольжения. При дальнейшей пластической деформации формируется разориентированная ячеистая структу- [c.123]

В дисперсноупрочненном сплаве МТА центрами клубков на втором участке служат в основном частицы второй фазы, находящиеся в теле зерна [3321. К концу второй стадии появляются (рис. 3.21, б) целые участки еще не замкнутых границ ячеек, которые тем не менее уже обусловливают заметную разориентировку между соседними областями. В структурах, созданных при 400 °С, отмечается значительное понижение плотности дислокаций по сравнению с низкотемпературными, что хорошо согласуется со снижением уровня деформационного упрочнения. [c.139]

В работах [328, 330, 332, 339, 3551 было показано, что описание-кривой нагружения ОЦК-поликристаллов уравнением параболического типа (3.57) значительно расширяет возможности экспериментального изучения процесса деформационного упрочнения. Обобщением-результатов этих работ, а также ряда литературных данных [9, 289,, 290] является общая схема деформационного упрочнения поликристал-лических ОЦК-металлов и сплавов [47, 48] (рис. 3.33), которая отражает сложный многостадийный характер процесса, обусловленный поэтапной перестройкой дислокационной структуры при деформации. Считается, что перестройка структуры (от относительно однородного распределения дислокаций через сплетения и клубки к дислокационной ячеистой структуре) вызывает соответствующее изменение внутренних напряжений [2961, следовательно, и параметров процесса деформационного упрочнения. Данная схема основывается на анализе и обобщении результатов механических испытаний и структурных исследований, проведенных на десяти сплавах ОЦК-металлов [47, 481, которые различались по величине модуля упругости, энергии дефекта упаковки, наличию дисперсных упрочняющих фаз, уровню примесных элементов и размеру зерна (в пределах одного сплава). В частности, были исследованы при испытаниях на растяжение в интервале температур 0,08—0,5Гпл однофазные и дисперсноупрочненные сплавы-на основе железа (армко, сталь 45, Ре + 3,2 % 81), хрома, молибдена (МЧВП с размером зерна 100 и 40 мкм, Мо Н- 4,5 % (об.) Т1М, ЦМ-10-и ванадия (технически чистый ванадий), а также сплавы ванадия и ниобия с нитридами соответственно титана и циркония [95]. [c.153]

Для первой стадии, соответствующей кручению от iV = 1/4 до 1 оборота, характерна ячеистая структура со средним размером ячеек 400нм (рис. 1.17а). Угол разориентации между ячейками составляет 2-3°. Увеличение степени деформации приводит к образованию клубков и сплетений дислокаций, постепенно заполняющих весь объем исходных зерен. [c.32]

В материале, подвергнутом усталостному нагружению, может возникать ячеистая или клубковая структура, т. е. неоднородное распределение групп дислокаций. При этом средние размеры ячеек или клубков могут составлять величины порядка 1 мкм в направлении скольжения. Благодаря тонкой структуре дислокационных групп, эти элементы содержат обедненные и обогащенные области [5, 6], играющие различную роль в процессе неоднородной пластической деформации элемента объема. Из-за очень высокой плотности дислокаций в обогащенных участках (р 10 см ) эти участки невозможно выделить при анализе профиля рентгеновских интерференционных рефлексов. [c.110]

Таким образом, проведенные исследования показали, что при внедрении детали из стали Х18Н9Т в алюминиевые сплавы АД1 и АМгЗ при температуре 400° С пластическая деформация стали на глубину порядка 500 А в первом случае и 10 ООО А во втором случае обеспечивает схватывание металлов по всей поверхности контакта с образованием соединения, равнопрочного алюминиевому сплаву (разрушение сварных соединений происходит по основному материалу с меньшим пределом прочности). При снижении температуры или изменении других параметров процесса сварки прочность соединения уменьшается. Анализ дислокационной структуры поверхностного слоя показал, что декорирование наблюдается не только в макроскопическом масштабе, но и в микроскопическом на отдельных единичных дислокациях (рис, 3). При этом на электронно-микрогжопических картинах наблюдаются мельчайшие клубки второй фазы, которые светятся при темнопольном изображении и декорируют дислокацию лишь с одного конца, а именно с того, который выходит на свободную контактную поверхность раздела материалов. Второй же конец дислокаций, выходящий на другую поверхность, образовавтнуюся в результате приготовления пленки и утонения образна, не декорирован фазой. [c.102]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...