Границы зерна движение

ДВИЖЕНИЕ ГРАНИЦ ЗЕРНА ПОД ДЕЙСТВИЕМ НАПРЯЖЕНИЙ, МЕЖЗЕРЕННОЕ ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЕ. Суш,ествуют два механизма движения границ наклона зерен с малыми углами и одной степенью свободы под действием напряжений 1) одновременное дви- [c.168]

Рис. 98. Движение малоугловой границы зерна под действием напряжения X

Равномерное движение границы с двумя степенями свободы без их расщепления возможно не только благодаря скольжению дислокаций в своих плоскостях, но и нормальному смещению их из своих плоскостей, т. е. переползанию с участием диффузионных процессов. При этом скользящая дислокация является источником или местом стока вакансий и атомы будут двигаться от края сокращающейся плоскости к растущей экстраплоскости вследствие диффузии вакансий в противоположном направлении. Последующие положения границы зерна определяют 1) величину макроскопической деформации [c.170]

Металлы с о. ц. к. решеткой в отличие от металлов с г. ц. к и гексагональной решетками обнаруживают сильную температурную зависимость предела текучести ниже 0,2 Тая- Заметное влияние на предел текучести при температурах выше 7"= (0,30,4) Гил оказывает также скорость деформации. У поликристаллического металла с о. ц. к. решеткой предел текучести обычно выражен более четко, чем у монокристалла, так как граница зерна препятствует движению дислокаций, а сегрегация примесей на границе зерна усиливает барьерный эффект. [c.233]

Наличие дислокационных скоплений может обусловить нарушение сплошности материала и развитие "микротрещин. Примером является скопление краевых дислокаций перед границей зерна, препятствующей движению головной дислокации, на которую действует не только внешнее напряжение, но и сила взаимодействия [c.27]

Согласно теории зернограничного скольжения, границу зерна уподобляют некоторой плоскости, которая имеет вполне определенные кристаллографические направления, отвечающие векторам Бюргерса в зернах. В этих плоскостях лежат дислокации, которые, перемещаясь, приводят к деформации металла. Если на границе присутствуют различные нерегулярности в виде ступенек, пор, тройных стыков и т. п., которые препятствуют скольжению, то в этом случае требуются дополнительные аккомодационные механизмы переноса массы диффузией или диффузионным скользящим движением дислокаций. Называют обычно три дополнительных механизма, контролирующих скорость скольжения по границам движение атомов, переползание и скольжение дислокаций вблизи границы, переползание и скольжение зернограничных дислокаций. [c.245]

Достигнув зерна, дислокации останавливаются. Однако напряжения от скопления дислокации у границы зерна могут упруго распространяться через границу и привести в действие источники Франка — Рида в соседнем зерне. В этом случае имеет место эстафетная передача деформации от одного зерна к другому. Границы зерна тормозят движение дислокаций. Поэтому в поли-кристаллическом металле стадия I практически отсутствует, а во II стадии деформационного упрочнения — коэффициент упрочнения выше (см. рис. 52). [c.73]

Эффективным барьером для движения дислокаций в металлах является межзеренная граница — зернограничное упрочнение. Это объясняется тем, что дислокация не может перейти границу зерна, так как в новом зерне плоскости скольжения не совпадают G плоскостью движения этой дислокации. Дальнейшая деформация продолжается в результате возникновения новой дислокации в соседнем зерне, поэтому чем мельче зерно (больше протяженность границ), тем выше прочность металла (рыс. 80, а). [c.115]

В каждом зерне плоскости и направления скольжения различно ориентированы по отношению друг к другу, и пластическая деформация возникает в наиболее благоприятно ориентированных по отношению к направлению воздействия зернах. Начинается перемещение дислокаций, вызывая сдвиг (скольжение) одних частей кристалла (зерна) относительно других вдоль определенных кристаллографических направлений, что приводит к удлинению зерен. При этом движущаяся дислокация не может переходить в соседнее зерно, так как в нем системы скольжения ориентированы иначе. Границы зерна тормозят движение дислокаций, но их скопление у границы создает напряжение и может упруго распространиться через границу, что приведет в действие источник возникновения дислокаций в соседнем зерне. Таким образом, происходит передача деформации от одного зерна другому. [c.124]

Рис. 1.11. Схема работы дислокационного механизма пластической деформации (эстафетное движение к границе зерна под действием напряжения х)

Анализ экспериментальных данных позволил сделать вывод о том, что эффект упрочнения (или разупрочнения) границ зерен при введении малых добавок нельзя связать с размерным фактором и нельзя трактовать в рамках жидкофазной модели границ зерен. Лучше подходит вакансионная модель. При определенных условиях, часто реализуемых практически (например, после закалки), в металлах возникает избыточная концентрация вакансий. Поскольку граница зерна действует как сток, диффундирующие к поверхности раздела вакансии (при наличии взаимодействия) тянут за собой примесные атомы. Результат этого движения определяется энергией взаимодействия вакансий с атомами примеси и конкурирующим процессом — аннигиляцией вакансий на границах, приводящей к уменьшению свободной энергии. При- [c.83]

Образование двойников (см. 1.11.1.2). Двойники возникают, когда движущаяся в направлении <111> граница зерна попадает на дефект упаковки тогда при дальнейшем движении границы атомы в решетке располагаются в измененной последовательности застройки (рис, 1.200). [c.87]

Зернограничное упрочнение. Границы зерен служат препятствиями для движения дислокаций. Если в зерне с благоприятной ориентировкой достигается напряжение, необходимое для работы источника дислокаций, раньше, чем в соседнем кристалле, тогда в благоприятно ориентированном зерне происходит вначале движение, а затем и скопление дислокаций, пришедших к границе зерна. Возникающие поля напряжений накладываются на внешние это мо- жет привести к тому, что в соседних зернах будет достигнуто активирующее напряжение течения. Таким способом распространяется пластическая деформация в соседние объемы (зерна). Процесс затрудняется, когда размер зерна уменьшается (число скопившихся на границах зерен дислокаций уменьшается, уменьшаются поля напряжений, но главное — увеличивается набор разориентировок зерен, что суммарно делает границы более эффективным препятствием). [c.96]

Модельные представления [13] создания концентрации напряжений, результирующее поле которых достаточно для образования трещины — см. рис. 1.232. На этом рисунке а — скопление дислокаций у границы зерна б — совместное движение дислокаций ло двум пересекающимся системам скольжения и их скопление в месте встречи [c.100]

В реальных материалах границы зерен вносят некоторое осложнение в формирование и движение дислокаций. Дислокации, приближаясь к границе зерна, могут вызвать такое искажение кристаллической решетки, в результате которого возникнут новые дислокации в соседнем зерне. Направление движения дислокаций будет изменяться от зерна к зерну в соответствии с изменением ориентации плоскостей скольжения. Как мы увидим ниже, общее направление скольжения будет приближаться к направлению максимального напряжения сдвига. [c.17]

РИС.15.8. Вхождение дислокаций в границу зерна и их движение в этой границе [301].. Дислокации могут перед препятствием в границе снова из нее выйти. [c.244]

Взаимодействие скользящей дислокации с барьерами различной протяженности, находящимися в плоскости скольжения. Примерами таких барьеров могут служить частицы выделений второй фазы, т. е. область в основном кристалле, состоящая из другого вещества и имеющая другую кристаллическую решетку. Другой пример — граница зерна, образующая в плоскости скольжения протяженный и практически непроходимый барьер для движения дислокаций (рис. 13.39,а). Поэтому монокристаллы пластичных металлов имеют, как правило, более низкий предел текучести, чем поликристаллы. Определим напряжение в голове скопления одноименных прямолинейных дислокаций [c.461]

Коэффициент 7б в правой части данного соотношения обусловлен тем, что вакансия может покинуть границу зерна только в направлении -Ь.г иаправления л и г/ в данном случае выбраны гак, что они совпадают с границей. Для того чтобы покинуть границу, вакансия должна приобрести дополнительную энергию gj — giъ, где gf — свободная энергия образования вакансии в зерне gjъ—свободная энергия образования вакансии на границе зерна gfь gf) Далее, для того чтобы вакансия могла перемещаться, она должна также приобрести свободную энергию для активации движения через границу обозначим эту энергию gm Вакансии могут также вводиться в границу непосредственно из зерна. Для расчета предположим, что имеется достаточно источников и стоков в виде порогов на дислокациях, для того чтобы сохранилось равновесное число вакансий в зерне. Соответственно, вероятность того, что вакансия войдет в границу, выражается соотношением [c.255]

Во время движения дислокации ее энергия постепенно рассеивается путем излучения упругих волн в окружающий материал до тех пор, пока в конце концов какое-либо препятствие не приостановит ее движение. Дальнейшее движение дислокации до поверхности монокристалла или до границы зерна возможно только при условии увеличения действующего напряжения. Чем больше число препятствий на пути движения дислокации, тем более значительным должно быть увеличение напряжения за время движений дислокации в плоскости скольжения. [c.108]

Формоизменение поликристаллического материала при обработке давлением происходит в результате пластической деформации каждого зерна. Плоскости и направления скольжения в каждом зерне различные. Движение дислокаций, начавшееся в одном зерне, не может переходить в соседнее зерно, так как в нем системы скольжения ориентированы по-иному. Достигнув границы зерна, дислокация останавливается. Однако локальные напряжения от скопления дислокаций у межзеренной границы могут упруго распространяться через границу и привести в действие источники дислокаций в соседнем зерне. При большой деформации в результате скольжения зерна меняют свою [c.148]

НОСТЬ, выше, если металл имеет мелкое зерно. Механизм пластической деформации в большинстве случаев имеет дислокационную природу. Эффективным барьером для движения дислокаций в металлах является, межзеренная граница - зернограничное упрочнение. Это объясняется тем, что дислокация не может перейти границу зерна, так как в новом зерне плоскости скольжения не совпадают с плоскостью движения этой дислокации. Дальнейшая деформация продолжается в результате возникновения новой дислокации в соседнем зерне, поэтому чем мельче зерно (больше протяженность границ), тем выше прочность металла. Влияние среднего размера зерна (1 на характеристики прочности и усталости пропорционально так, предел текучести взаимосвязан с размером зерна формулой Петча-Холла = С + к/, где тi -внутреннее напряжение, учитывающее сопротивление движению дислокаций к - коэффициент. [c.360]

В твердых телах изучались релаксационные процессы, связанные с теплопроводностью между зернами микрокристаллов, с трением па их границах, с движением дислокаций и границ доменов, с диффузией примесей и т. п. [c.285]

Yg — энергия, затрачиваемая на движение дислокаций к вершине трещины и на отталкивание противоположных концов петель от вершины Т/г — энергия для продвижения трещины в направлении участков петель дислокаций, испытывающих притяжение к вершине — энергия образования ступенек на поверхности трещины при пересечении с винтовыми компонентами дислокаций Tgb — энергия, идущая на разрывы и искажения в области границы зерна при пересечении ее трещиной. Тогда критерий Гриффитса для разрушения примет вид [c.75]

Граница зерна является иреиятствнем для движения дислокаций, поэтому у границ зерен плотность дислокаций больше (рис. 10,а). Напряжения, концентрируясь у различных включений, порождают (генерируют) дислокации (рис. 10,6). Дислокации неравномерно распределены по объему металла, поэтому их расирсделенпе образует дислокационную структуру (рис. 10,(3, ж). Часто дислокации образуют сетку, точнее ячеистую структуру (рис. 10,6). [c.30]

Наличие препятствий на пути движения дислокаций требует воздействия дополнительного напряжения для их дальнейшего продвижения, т. е. повышает способность материала сопротивляться внешнему нагружению. Эффективными дислокационными барьерами являются границы зерен. Этот барьерный эффект отчетливо проявляется при деформировании металлов на площадке текучести. Скользящие дислокации не могут пройти через границу зерна, и передача деформации осуществляется методом эстафеты — путем возбуждения дислока- [c.12]

I ствия границ зерна пр движений дислокш1Ий. При измельчении f зерн а увеличивается частота препятствий, а создаваемые вблизи каждой из границ поля напряжений ослабевают, что уменьшает опасность перехода к хрупкому разрушению. [c.17]

Соотношение (VIII.14) соблюдается не всегда, поскольку граница зерна не всегда служит барьером, перед которым образуются плоские скопления дислокаций. В результате поперечного скольл<ения вместо плоских образуются сложные пространственные скопления, что приводит к возникновению полей напряжений в соседних зернах и приведению в действие имеющихся в них источников дислокаций [14] (наблюдаемое иногда перемещение границ зерен при пластической деформации также объясняется движением дислокаций из одного зерна в другое). [c.321]

Учитывая, что поверхностно-активные вещества облегчают выход дислокаций на поверхность металла, М.И. Чаевский [68] предложил следующую последовательность возникновения трещин. Если активная плоскость скольжения находится между границей зерна и поверхностью металла, а источник дислокаций расположен на некотором расстоянии от последней, то участки петель дислокаций, перемещающиеся в направлении поверхности, достигая ее, образуют ступеньки. Участки петель дислокации, перемещающиеся к границе зерна, останавливаются около нее, так как граница зерна является непреодолимым препятствием при движении дислокаций, Возникающие вследствие этого скопления дислокаций в активных плоскостях скольжения создают концентрацию напряжений на головной дислокации, пропорциональную приложенному напряжению и числу дислокаций в скоплении, Рост концентрации напряжения и приводит к возникновению трещины. Наличие адсорбционных поверхностно-активных веществ облегчает выход дислокаций на поверхность, в результате чего при одинаковом приложенном к металлу напряжении у границы зерна, прилегающего к поверхности, скопится большее число дислокаций, чем при отсутствии поверхностно-ективных веществ. [c.27]

Здесь Оо — сопротивление предшествующему зарождению микротрещин движению скользящих или двойникующих дислокаций внутри зерна К = а 1 — числовая постоянная значение которой зависит от принятых в конкретной модели разрушения расстояния -д от источника дислокаций до границы зерна или другого препятствия, у которого происходит зарождение трещин L d), от силового закона взаимодействия атомов при отрыве, т.е. от точного соотношения между поверхнортной энергией у - интегралом от силового закона взаимодействия атомов и когезивной прочностью р [c.136]

Таким образом, граница зерна, которая чаще вс5его встречается в кристалле, содержит 1) области с хорошим совпадением положений атомов на обеих сторонах границы (области, в которых плотность мест совпадений относительно высокая) 2) граничные дислокации, вектор Бюргерса которых образует с плоскостью границы ненулевой угол 3) выступы. Граничные дислокации связаны с плоскостью границы и, следовательно, могут двигаться только в плоскости границы, комбинируя скольжение и переползание. Тгкое ком бинированное движение граничных дислокаций ведет к "чистым" проскальзываниям. Кроме того, вдоль границы могут двигаться выступы. С этим движением связана миграция границ зерен на атомном уровне, но никак не Проскальзывания по Границам. [c.217]

В момент, когда наступает ползучесть, дислокации начинают перемещаться к границам субзерен. Однако, так как разориентация соседних субзерен не оказывает влияния на скорость ползучести, эти границы служат просто стоком для дислокаций. Как показал Ли [53], поля напряжений, обусловливаемые субграницами, являются полями ближнего порядка и не оказывают какого-либо заметного влияния на обратные напряжения дальнего порядка, контролирующие движение дислокаций. В металлах с высокой энергией дефектов упаковки субзерна образуются в результате действия негомогенного напряженного состояния у границы зерна, что в свою очередь обусловливается различной ориентацией смежных зерен. Локальные изгибающие моменты и скручивание, которым подвергается каждое зерно, возрастают при более высоком приложенном напряжении, вследствие чего образуется субструктура с меньшим рамером зерен. Взяв за основу изложенное, предположили, что основной механизм, контролирующий скорость ползучести, определяется движением дислокаций внутри каждого субзерна. Поэтому здесь представляется возможным не учитывать размер субзерен, хотя в некоторых более ранних теориях высокотемпературной ползучести этому фактору и отводилась определенная роль. [c.270]

Если скорость деформации остается той же Е , то дальнейшее повышение температуры не должно суше-ственно сказываться на пластичности. В самом деле, из уравнения (89) следует, что при постоянной скорости деформации 81 количество дислокаций, прибываюших к препятствиям в единицу времени, остается в первом приближении неизменным. Хотя сопротивление движению дислокаций со стороны сопровождающей ее атмосферы должно несколько уменьшаться с повышением температуры, количество водорода, поставляемого дислокациями к границе зерна, будет таким же, как и при температуре 7. В результате образцы при температурах выше Т будут разрушаться почти столь же хрупко, как и при температуре [c.336]

Наконец, температура становится настолько высокой (Го), что тепловое движение начинает разрушать или сами атмосферы Коттрелла, или сегрегации водорода в областях скопления дислокаций. Если концентрация водорода близка к предельной растворимости, то сегрегации водорода в области скопления дислокаций довольно стабильны и восстановление пластичности обусловлено в основном рассасыванием атмосфер Коттрелла. Плотность водородных атмосфер понижается и сопротивление движению дислокаций с их стороны уменьшается. Помимо этого, каждая дислокация приносит к границе зерна меньше атомов водорода, чем при более низких температурах. В итоге, начиная с температуры Го, пластичность резко возрастает, а когда атмосферы Коттрелла разрушаются полностью, хрупкость исчезает. [c.336]

Межкристаллитное проникновение не может распространиться далеко при таких температурах, при которых окисление управляется движением через пленку (т. е. при условиях подчинения параболическому закону). Сопротивление проникновению глубоко внутрь металла будет очень высоко, так что даже и при особом воздействии, направленном вдоль границы зерна, оно скоро замедлится и поверхность раздела между окислом и металлом сохранится совершенно ровной. В пелеги-рованном металле межкристаллитное окисление невозможно, исключая условия, когда окисле- ф г. и. Межкристаллитное прение в основном следует закону прямой линии, никновение. как, например, при высоких температурах. [c.69]

При отсутствии легирующей добавки проникновение по границам зерен можно ожидать в том случае, когда в веществе пленки так много дефектов решетки, что движение через пленку перестает быть фактором, ограничивающим скорость роста пленки. При этом реакция па промежуточной поверхности металл-пленка будет контролирующей, и она, вероятно, пойдет легче там, где расположение атомов менее упорядочено, т. е. на границе зерна. Такие условия наблюдаются у сульфидных пленок, которые, как будет показано ниже, полны дефектов. Описание никеля, выдержанного в сере при высокой температуре, в котором образовалась непрерывная сетка сульфида вокруг зерен, дано Е. Скинером [21 1. [c.69]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...