Энергия активации переползания

Для того, чтобы перейти к анализу разрушения при ползучести, необходимо рассмотреть механизм стадии повреждаемости при длительной высокотемпературной деформации. Как известно, повреждаемость при ползучести связана с порообразованием на фаницах зерен, инициируемом коллективными дислокационными процессами. Они так или иначе зависят от термически-активируемых процессов скольжения и переползания дислокаций с развитием диффузии по дислокационным трубкам или объемной диффузии. Экспериментальные данные, накопленные к настоящему времени, позволяют составить иерархическую последовательность (рисунок 4.34) включения механизмов пластической деформации в зависимости от параметра ре, характеризующего эффективную энергию активации в терминах К. [c.316]

Кроме переползания (неконсервативного движения) дислокаций, при наличии диффузии возможны и другие процессы. Вследствие пересечения движущихся дислокаций или при прохождении дислокаций через лес на дислокационных линиях образуются ступеньки. Для винтовых дислокаций движение ступенек является неконсервативным и сопровождается образованием вакансий, которые сдерживают движение дислокаций со ступеньками до тех пор, пока не появляется возможность для их исчезновения. Здесь механизм пластической деформации, контролирующий ее скорость, по-прежнему связан со скоростью диффузии вакансий, и энергия активации пластической деформации равна энергии активации самодиффузии. [c.156]

Статический возврат после холодной обработки. Статический возврат, который происходит посредством поперечного скольжения, переползания, взаимодействия и аннигиляции дислокаций, приводит к уменьшению прочности холоднокатаных металлов в процессе отжига. Энергия активации этого процесса та же, что и для объемной диффузии [275]. [c.130]

Расщепление дислокации как и ее переползание связано с тепловым возбуждением атомов, необходимым для преодоления определенного энергетического барьера, который характеризуется энергией активации Q. Вероятность осуществления расщепления или переползания, а значит, и скорость этих процессов пропорциональны ехр [ —QI kT). г Но тепловое возбуждение [c.95]

Ползучесть, контролируемая диффузией, несомненно, происходит в некотором температурном интервале, но она не является единственным механизмом при высоких температур ах, и то, будет ли она активна в определенном температурном диапазоне, зависит от относительных значений энергии активации для диффузий и конкурирующих с ней процессов. Потенциальным конкурентом диффузии является поперечное скольжение, поскольку оно может действовать как параллельно протекающий -процесс по отнощению к процессу переползания краевых участков дислокаций. Поперечное скольжение, например, определяет скорость ползучести гексагональных металлов при температуре [c.129]

В металлах с низкой энергией дефектов упаковки возможно образование рядов заторможенных дислокаций, которые будут оказывать сдерживающее влияние на обратные напряжения дальнего порядка, обозначаемые в теории т, и, возможно, изменять роль переползания дислокаций в механизме возврата. Для указанных металлов частота поперечного скольжения должна уменьшаться, что проявляется в увеличении 1у С этой точки зрения можно предположить, что в таких металлах винтовые дислокации с порогами будут иметь более высокую скорость перемещения, но они не будут переползать так быстро, как в металлах с высокой энергией дефектов упаковки. Последнее предположение приводит к выводу, что в металлах с низкой энергией дефектов упаковки вторая стадия ползучести должна достигаться быстрее, а скорость ползучести на этой стадии будет ниже. Поэтому расчетная энергия активации д с ростом приложенного напряжения должна уменьшаться линейно. Кроме того, чувствительность параметра р к изменению температуры должна быть невысокой. Указанные эффекты отмечены также и у металлов с более высокой энергией дефектов упаковки, если они деформируются под действием более высоких напряжений. [c.286]

Величина Q для чистых металлов очень близка к энергии активации самодиффузии, что служит основным доказательством контроля скорости установившейся ползучести процессом переползания дислокаций. Зависимость скорости установившейся ползучести Иц. уст от напряжения а подчиняется уравнению [c.253]

В результате пересечения двух дислокаций с противоположными векторами Бюргерса на каждой из них возникают искажения, называемые ступеньками. Плоскость скольжения, связанная со ступенькой, отличается от плоскости скольжения основной дислокации. Это означает, что при скольжении дислокаций обычно происходит переползание ступенек. При температурах, недостаточно высоких для протекания интенсивной диффузии, ступенька при движении оставляет за собой цепочку вакансий или межузельных атомов. Энергия активации для движения ступеньки линейно зависит от напряжения, а именно — от его касательной составляющей в направ-лении скольжения, т. е. [c.298]

Выше было рассмотрено, что степень ковалентности связана с э. д. у. Поэтому у металлов с решеткой а. к., как и у г. ц. к. и о. ц. к. металлов, скорость релаксации должна быть тем выше, чем больше э. д. у. Видимо, у а. к. металлов температура 0 совпадает с началом выраженной рекристаллизации и при 0 > 0 показатель р = У металлов с г. п. структурой, как уже указывалось, релаксация напряжений в области температур 0 0,4 обусловлена полигонизацией вследствие переползания краевых дислокаций. При этом наклон температурной зависимости пластичности Р-2 меняется и в области 0 > 0 становится равным Pj. Известно, что переползание расщепленных дислокаций возможно при встрече их частичных компонент в пороге, т. е. энергия активации этого процесса (как и обусловленная им скорость пол-242 [c.242]

Переползание краевых дислокаций является процессом, контролирующим степень искажения кристаллической решетки и дислокационную структуру деформированного металла. Для переползания краевой дислокации необходима самодиффузия. Используя выражение для коэффициента самодиффузии D = a /x—Doexp —E sJ IkT), где а — параметр решетки т — усредненное время перескока атома, определяющее развитие самодиффузии при данной температуре Т, К сд 38 Гпл — полуэмпи-рическая зависимость энергии активации самодиффузии от температуры плавления, можно приближенно определить температурную границу, выше которой возможно переползание 7 пер=38 7 пл/А1п(т1)о/а ). [c.256]

Появление максимума объясняется тем, что в процессе пластической деформации динамическая полигониза-ция обусловлена различными механизмами поперечным скольжением винтовых дислокаций, переползанием дислокаций и т.д. Оба механизма связаны с рекомбинацией расщепленных дислокаций, энергия активации кото- [c.468]

Для образования полигональной структуры дислокациям приходится переходить с одной плоскости на другую. Таким образом, термическ активируемый процесс переползания определяет скорость полигонизации. Она должна зависеть от скорости элементарных процессов образования и притока вакансий к дислокациям. Легче всего эти процессы происходят на ступеньках дислокаций, поэтому чем больше ступенек, тем выше скорость полигонизации. Энергия активации процесса переползания Qn в условиях термодинамического равновесия вакансий будет складываться из энергии активации образования ступенек при пересечений дислокаций Q и вакансий Qb и энергии активации миграции вакансий Qm Qn = Q + Qb + Qm- Если в деформированном металле много вакансий и ступенек (деформация и нагрев одновременно — испытания на ползучесть, термомеханическая обработка), то Q О и Qb = О, и Qn = Qm- Полигонизация [c.187]

По такому закону протекает ползучесть алюминия, меди, Na l и других веществ при Т < 200° К. Как правило, логарифмическая ползучесть наблюдается для пластичных материалов, у которых силы Пайерлса—Набарро невелики. По сравнению с другими видами ползучести она характеризуется наиболее низким значением энергии активации U (ордината ОАВ) на рис. 178. Это объясняется тем, -что в данном случае деформация практически связана только с перемещением дислокаций в исходной плоскости скольжения (процесс переползания не реализуется). [c.380]

Когда происходит переползание дислокаций вдоль границ зерен,.-то энергия активации в уравнении Виртмана должна совпадать с энергией активации не объемной, а граничной самодиффузии. [c.381]

В общем случае зависящие от Т коэффициенты А Т) и А Т), В(Т) и В (Т) М01УГ попарно отличаться друг от друга. По физическому смыслу А(Т) и А (Т) связаны с энергиями активации соответственно процессов преодоления дислокации препятствий своему движению и процессов переползания дислокахщй в параллельные плоскости скольжения [28]. В первом приближении можно считать эти энергии одинаковыми и положить А(Т) = А Т). Коэффициенты В(Т) и В (Т), связанные с соответствующими активационными объемами, также будем считать одинаковыми В(Т) = В (Т). [c.238]

Можно выделить два вида элементарных процессов ползучести. В первом препятствия на пути движения дислокаций имеют масштаб ядра дислокации и преодолеваются при помощи теплового возбуждейия в сочетании с приложенным напряжением (ползучесть, контролируемая скольжением). Во втором препятствия слишком велики, чтобы их можно было преодолеть с помощью теплового возбуждения, но они могут исчезнуть при процессах возврата, контролируемых диффузией (ползучесть, контролируемая возвратом).. В этом случае движение дислокации непосредственно термически не активируется, однако косвенно оно, контролируется термоактивируемым процессом. Рассматриваются модели ползучести для обоих типов процессов. Показатель степени при напряжении в степенном законе ползучести п и энергия активации р дают слабые ограничения на модели ползучести. Обсуждаются специфические проблемы, касающиеся металлических сплавов, керамики и минералов диссоциация дислокаций при переползании, ползучесть в оливине и ползучесть в окисле водорода — льде. [c.110]

В случае ползучести, контролируемой диффузией и происходящей путем переползания дислокаций, я=3, а в случае диффузионной ползучести, происходящей в результате массопереноса (гл. 7), л = 1. В обоих случаях АО —это свободная энергия активации диффузии самцх малоподвижных частиц. Как мы увидим ниже, на основе упругих моделей вакансий также можно получить, выражение для активационного объема через зависимость от давления упругих констант. [c.181]

Переползание винтовых дислокаций с образованием геликоидальных конфигураций широко обсуждалось [41—44]. Виртман [42] показал, что равновесная форма винтовой дислокации цри наличии градиента химического потенциала (за счет сверхравновесных или нижеравновесных вакансий) является геликоидом. Митчелл [43 также отметил, что энергия активации зарождения ветви геликоида должна быть равна нулю вплоть до максимальных ветвей вдоль винтовой дислокации длины 21, когда [c.285]

Исйользование уравнения (9,80) для меди при ниже гомологической температуры, выше которой ползучесть контролируется переползанием дислокаций, зависящим от объемной диффузии, привело к величинам [225], которые согласуются с величинами энергии активации ползучейти, найденными экспериментально [78, 229, 230]. Экспёриментально определенные величины, однако, можно по крайней мере так же удовлетворительно объяснить тш, что диффузия происходит не в объеме, а вдоль ядер дислокаций [78] (разд. 9.2.3). Уравнение (9.81) предсказывает более сложную зависимость скорости ползучести от напряжения, чем степенная (так как является функцией напряжения), но более слабую, чем наблюдаемая экспериментально. [c.136]

Как мы уже видели в гл 3 и 4, для сплавов, упрочненных частицами (в основном, композитов), характерны, с одной стороны, высокие и часто зависящие от температуры значения кажущейся энергии активации ползучести Qp, а с другой стороны, — большие величины параметра т чувствительности к напряжению скорости установившейся ползучести. Поэтому вряд ли могут быть сомнения в том, что скорость ползучести сплавов, упрочненных выпадающими частицами, и дисперсных композитов контролируется процессами, зависящими от диффузии при низких напряжениях, недостаточных для про-давливания дислокаций между частицами, дислокации преодолевают частицы переползанием, тогда как при достаточно высоких напряжениях частицы преодолеваются по механизму Орована (продавливание дислокаций между частицами). При определенных условиях могут доминировать проскальзывания по границам зерен или диффузионная ползучесть. Преодолевать частицы их перерезанием дислокации могут только при совершенно специфических условиях, а именно частицы не только должны быть когерентны с матрицей, но и должны иметь одинаковую с матрицей кристаллическую структуру, а параметр решетки частиц фазы должен лишь незначительно отличатьбя от параметра решетки матрицы. Эти условия следуют из правила постоянства вектора Бюргерса вдоль линии дислокации. [c.156]

При исследовании ползучести сплавов типа САП Ансел и Уиртмен получили значение энергии активации, равное 630 кдж1моль (150 ккал/моль). Поскольку процесс переползания в дисперсионно упрочненном алюминиевом сплаве должен [c.291]

Наше понимание природы сопротивляемости дисперсионно твердеющих сплавов в условиях высокотемпературной ползучести может быть существенно углублено путем критического анализа результатов экспериментальных исследований, включающих определение энергии активации и закономерности влияния напряжения, а также путем изучения природы неустановившейся ползучести и влияния на развитие ползучести размера дисперсных частиц и их распределения. Дополнительные исследования необходимы для изучения природы субструктур и особенностей дислокационной структуры дисперсиовно твердеющих сплавов в состоянии ползучести. Возможно, более удовлетворительные теории высокотемпературной ползучести дисперсионно твердеющих сплавов можно получить в результате расширения анализа Уиртмена с привлечением наиболее обоснованной в настоящее время концепции, что скорость установившейся ползучести при высоких температурах контролируется механизмом переползания дислокаций. [c.292]

Энергия активации Q = 13,86-10 0,Ы0 дж/моль (3,3- 10 0,1 10 кал,1моль) нечувствительна к напряжению и находится в удовлетворительном соответствии с энергией активации, установленной для диффузии. Хотя уравнение (ИЗ) предполагает, что такую ползучесть можно контролировать механизмом переползания, общий вид крив оп ползучести без обычного участка снижения скорости ползучести, показывает, что краевые дислокации в данном случае не затормаживаются барьерами. Поэтому необходимо применить другой диффузионный механизм, который мог бы контролировать ползучесть. Поскольку уровень напряжения намного ниже расчетного, определенного из условий преодоления ближнего порядка атермически перемещающимися через кристаллическую решетку дислокациями большой длины, необходимо сделать вывод, что к действию приложенного напряжения добавляется действие термических флуктуаций на перемещающиеся в упорядоченном сплаве короткие сегменты дислокаций. [c.322]

Рассмотренная модель не может быть, однако, непосредственно приложена к случаю пластифицирования металлически монокристаллов под влиянием расплавленных металлических покрытий при повышенных температурах и весьма малых скоростях растяжения ([117, 134] см. далее, гл. V, 2) по-види-мому, в этом случае входящие в выражение для Торг параметры (энергия активации, частота колебаний) имеют несколько иной физический смысл и величину. Не исключено, что важную роль играет здесь взаимодействие дислокаций с поверхностными дефектами, блокирующими отдельные точки на контуре плоскости скольжения преодолевая такого рода препятствие, дислокация должна частично (примыкающим к поверхности отрезком) выйти в соседнюю более или менее близко расположенную плоскость скольжения,— путем поперечного скольжения, если это чисто винтовая дислокация, либо с участием неконсервативного движения (переползания), если она содер- [c.31]

Энергия активации И процесса ползучести при этом близка к энергии активации самодиффузии одним из механизмов деформации является переползание краевых дислокаций [162, с. 135 245, с. 755 411 419—423]. В качестве примера степенной зависимости можно также указать ползучесть ( -2г [424] при температуре 1050—1380"С с энергией активации 35 ккал1моль (энергия активации самодиффузии составляет 28—40 ккал1моль [c.170]

В данной модели энергия активации не зависит от напряжения [408]. Движение краевых дислокаций в условиях высоких температур связано с их переползанием, а скорость установившейся ползучести контролируется скоростью преодоления дислокациями препятствий в плоскости скольжения. Препятствия представляются либо в виде барьеров Ломера—Коттрелла, либо как границы субзерен, зерен, частиц выделений и пр. [c.260]

К числу механизмов разупрочнения, ответственных за возникновение ползучести, относятся поперечное скольжение (см. рис. 2.11) и переползание дислокаций. В некоторых материалах определенный вклад в ползучесть дают скольжение по границам зерен, миграция вакансий и двойникование (см. рис. 1.21). Переползание дислокаций в очень больщой степени зависит от температуры, с чем связано быстрое увеличение скорости ползучести при повышении температуры. При высоких температурах и низких напряжениях деформация не только связана с перемещением дислокаций, но и является результатом направленного диффузионного массопереноса. Активация явлений поперечного скольжения и переползания дислокаций напрямую связана со степенью подвижности атомов. Об этом свидетельствует тот факт, что энергия активации ползучести совпадает с энергией активации (1.76). [c.154]

ПОЛИГОНИЗАЦИЯ — перераспределение дислокаций, первоначально расположенных в плоскостях скольжения незакономерно, с образованием более или менее правильных стенок (субграниц), разбивающих кристалл на фрагменты — субзерна. При П. происходит выигрыш энергии из-за уцорядочения в расположении дислокаций. Наиболее устойчива и энергетически выгодна конфигурация краевых дислокаций одного знака при их расположении друг над другом в направлении, перпендикулярном плоскости скольжения (т. н. вертикальная стенка или наклонная граница). Наиболее стабильному расположению винтовых дислокаций соответствует сетка пересекающихся дислокаций (граница кручения). Для образования таких конфигураций дислокаций необходимо не только их скольжение, но и переползание, т. е. диффузия. Поэтому П. протекает (после небольшой пластич. деформации) лишь нри достаточно высокой темп-ре. Но скорость переползания зависит не только от скорости притока точечных дефектов к дислокациям, но и от характера их взаимодействия (в частности, от числа порогов и ширины расщепления дислокаций). В связи с этим сложный процесс П. не описывается одной энергией активации. [c.92]

В предыдущем обсуждении основ настоящей теории предположили, что величина р , отображающая вероятность нахождения порога на дислокационной линии, всегда должна быть выше, чем это следует из условия стимуляции порогами процесса быстрого переползания. Если это не происходит, то р может задаваться как равновесное число порогов где —свободная энергия образования порога, а фактор ка, otoбpaжaю-щий энтальпию в уравнении для переползания, должен быть заменен на ка+к], где — энтальпия образования порога. Возможно та1кже, что в процессе переползания под напряжением имеющиеся пороги будут реализоваться быстрее, чем зарождаться. новые. В этом случае фактор кв. в уравнении для переползания должен быть заменен на А<г + А/, где величина Л/ приближается к энтальпии активации образования порога и, следовательно, будет больше [c.286]

Другие процессы при отдыхе — перегруппировка дислокаций и взаимная аннигиляция дислокаций разного знака. В деформированных зернах дислокации распределены неравномерно. При отжиге из-за термической активации простое и поперечное скольжение и переползание дислокаций на небольшие расстояния приводят к такой их перегруппировке, что энергетические пики сглаживаются. Это можно трактовать как разрядку напряжений в тех субмикрообъемах, в которых внутренние напряжения оказались больше предела текучести при температуре отжига. Во время перегруппировок дислокации разного знака, встречаясь, аннигилируют и общая плотность дислокаций несколько снижается. Кроме указанных процессов, длинные дислокационные диполи самопроизвольно разбиваются на небольшие замкнутые дислокационные петли, что приводит к снижению упругой энергии. [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...