Дислокации структурные

Таким образом, реальный металлический кристалл содержит атомно-кристаллические (вакансии, дислокации) и структурные (блоки, фрагменты) несовершенства. [c.33]

Кристаллические решетки зерна могут иметь различные структурные несовершенства точечные, линейные и поверхностные, которые возникают в результате образования вакансий — мест не занятых атомами дислоцированных атомов, вышедших из узла решетки дислокаций, возникающих при появлении в кристалле незаконченных атомных плоскостей примесных атомов, внедренных в кристаллическую решетку. [c.7]

Второй из названных структурных процессов — увеличение разориентировки существующих в зерне структурных составля-щих — может быть смоделирован в тех же терминах. На начальных стадиях пластического деформирования дислокации налипают на границы крупных структурных элементов до некоторой, как можно условно считать постоянной, плотности. При дальнейшем деформировании дислокации оседают на других границах, которые до этого были не задействованы и которые принадлежат более мелким структурным составляющим (рис. 2.11). Таким образом, происходят последовательное выделение границ структурных элементов различного масштаба с постоянной плотностью дислокаций на них и соответственно уменьшение диаметра эффективного структурного блока (границы которого могут являться препятствием для нестабильно развивающихся микротрещин) до некоторого предельного значения, определяемого исходно существующей внутризеренной структурой (например, до ширины перлитной колонии). [c.78]

Поясним роль структурного элемента (зерна или блока) при анализе накопления повреждений в материале. Ранее (см. раздел 2.3) было отмечено, что одним из основным механизмов, образования микротрещин является скопление дислокаций у препятствий (барьеров), которыми в большинстве случаев являются границы зерен, блоков и фрагментов, сформировавшихся в процессе деформирования материала. Если размер обратимой упругопластической зоны меньше диаметра зерна dg, плоские скопления дислокаций не доходят до границ зерен, поэтому здесь не создается необходимая для зарождения микротрещин концентрация напряжений. С другой стороны, в теле зерна отсутствуют барьеры дислокационного происхождения, которые могут служить стопорами для скопления дислокаций. Значит, [c.213]

В случае, если размер упругопластической зоны равен или больше размера структурного элемента, дислокации доходят до его границ и, следовательно, деформации по нему выравниваются, а НДС приближается к однородному. [c.232]

Образование границ зерен — структурное превращение, присущее литому металлу (сварному шву, отливке) в период завершения его кристаллизации из жидкого расплава. Границы образуются непосредственно при срастании первичных кристаллитов. Поскольку кристаллические решетки кристаллитов ориентированы произвольно, то их сопряжение при срастании кристаллитов сопровождается существенными искажениями решеток. Эти искажения и приводят к образованию граничной поверхности. Существует также мнение, что границы образуются путем собирания дислокаций, неупорядоченно расположенных в металле после затвердевания в одну граничную поверхность в результате процесса полигонизации, однако более обоснован первый механизм образования границ. Современные представления о строении границ сводятся к тому, что на границах чередуются участки хорошего и плохого соответствия кристаллических решеток соседних зерен. Это так называемые островные модели границ зерен. Строение и протяженность участков плохого соответствия зависят от угла разориентировки решеток смежных кристаллитов. Различают малоугловые (угол до 15°) и большеугловые (угол свыше 15°) границы. Малоугловые границы описывают как ряд отдельных дислокаций (рис. 13.9,а). Расстояние между ними D определяется соотношением [c.501]

С другого стороны, и пластическая деформация, и собственно разрушение являются по своей физической природе локальными процессами, и эта локализация пластической деформации и разрушение имеет свои специфические особенности на каждом структурном уровне. На микроуровне - уровне дефектов структуры (вакансий, дислокаций и т.д.) - развиваются свои процессы накопления микроповреждений, обусловленные перераспределением дефектов и увеличением плотности. Причем, поля внутренних напряжений на разных структурных уровнях также существенно различны и имеют разную физическую природу. Неодинаковы и концентраторы напряжений. На микроуровне это могут быть внедренные атомы, атомы замещения, дислокационные петли и [c.242]

Увеличение числа дислокаций является структурным изменением материала. Это можно считать аналогом процессов усталости и старения биологических систем. Если стареющий организм все ближе подходит к смерти, то металл с увеличением плотности дислокаций приближается к точке разрушения. [c.107]

Оба этих механизма приводят к образованию нескольких последовательных уровней дислокационных структур (рис. 70). Подробная описательная схема структурных превращений металлических материалов при пластической деформации показана на рис. 71. Там же приведена шкала изменения плотности дислокаций р. [c.108]

Плотность дислокаций критическая - характеристика критического состояния материала, находящегося в процессе пластической деформации, которая определяет необходимость структурной перестройки и формирования диссипативной структуры нового типа. [c.152]

Что представляют из себя скопления дислокаций на границах структурных элементов и [c.161]

Линейные дефекты малы в двух измерениях, в третьем они могут достигать длины кристалла (зерна). К линейным дефектам относятся цепочки вакансий, межузельных атомов и дислокации. Дислокации являются особым видом несовершенств в кристаллической решетке. С позиции теории дислокаций рассматриваются прочность, фазовые и структурное превращения. [c.265]

Переход части потенциальной энергии поля напряжений в структурную составляющую энергии за счет возникновения точечных дефектов и новых дислокаций. [c.280]

Увеличение числа дислокаций является структурным изменением материала. Это можно с.читать аналогом.процессов усталости и старения био- [c.282]

В вопросах, связанных с объяснением процессов деформирования и процессов нарушения структурного строения, приводящих к микроразрушениям и разрушению тел на части (собственно разрушению), механика деформируемого твердого тела опирается на достижения физики твердого тела. Это прежде всего использование представлений о различных видах межатомного взаимодействия, о нарушениях регулярной структуры кристаллических тел в виде дислокаций, вакансий, внедрений и законах их движения под действием приложенных сил. [c.6]

Будучи закрепленной на концах перетяжки, дислокация выгибается, а длина перетяжки увеличивается на стадии 7 (рис. 39,г). Движение дислокации и пластическая деформация по новой плоскости (111) могут быть облегчены, так как открываются возможности при образовании петли (см. рис. 39, г) для генерации источника Франка-Рида. Различие в ширине расщепленных дислокаций и соответственно в склонности к поперечному скольжению у разных металлов и сплавов играет очень важную роль в формировании дислокационной структуры (ячеистой структуры, см. гл. III) при деформации и в особенности структурных изменений при последующих возврате и рекристаллизации. [c.76]

Структурных единиц или сегментов повторяемости . 4. Зернограничных дислокаций [c.160]

В металлах структурное состояние определяется размерами зерен, блоков и других параметров микроструктуры и плотностью дефектов кристаллической решетки — линейных, точечных и т. д. При высокоскоростной деформации, контролируемой динамикой дислокаций, структурное состояние материала достаточно полно может быть охарактеризовано плотностью дислокаций и концентрацией дефектов различной физической природы на пути их движения. Обычно принимается, что с ростом пластической деформации возрастает плотность дислокаций,, изменяясь от начальной плотности Z-o до величины L — Lof en). Функция размножения чаще всего аппроксимируется линейной или степенной зависимостью (для области малых степеней деформации) /(е ) = 1где aj и xi — постоянные, характеризующие материал. [c.41]

Заключение. ЭПР нашёл широкое применение в разл. областях физики, химии, геологии, биологии, медицине. Интенсивно используется для изучения поверхности твёрдых тел, фазовых переходов, неупорядоченных систем. В физике полупроводников с помощью ЭПР исследуются мелкие и глубокие точечные примесные центры, свободные носители заряда, носитель-примесные пары и комплексы, радиац. де( кты, дислокации, структурные дефекты, дефекты аморфизации, межслойные образования (типа границ Si — S1O2), изучаются носитель-примесное взаимодействие, процессы рекомбинации, фотопроводимость и др. явления. [c.581]

Уравнение (9.63) должно, однако, содержать и другие физические параметры. Исследования [190, 207] показывают, что рассматриваемое уравнение с м =5 имеет физический смысл, если диффузия происходит вдоль ядер дислокаций. Действительно, для чистых металлов при гомологических температурах г] > 0,6 п изменяется от 4,5 до 5,5 й /1 = 10 . При относительно низких температурах, когда доминирует диффузия вдоль ядер дислокаций, структурный фактор влияет в гораздо большей степени, чем при температурах, характерных для преобладания объемной диффузии. При относительно низких температурах такие металлы, как А1, Си, N1, ведут себя совершенно по-иному, чем при относительно высоких температурах. В условиях, когда существенна как объемная, так и трубчатая диффузия, концепция эффектив-ного коэффициента диффузии плохо согласуется с имеющимися к настоящему времени экспериментальными данными. [c.128]

Допущение об однородности НДС в структурном элементе основывается на физических закономерностях, аналогичных рассмотренным при анализе роста трещин усталости (см. подраздел 4.1.4), так как при хрупком, вязком и усталостном разрушениях необходимым условием зарождения повреждений (мнкро-трещин, микропор) является определенная концентрация напряжений в голове плоских скоплений дислокаций. При размере пластической зоны меньшем, чем диаметр зерна, повреждения не образуются. Если допустить, что НДС однородно, получим в этом случае отсутствие пластической деформации в структурном элементе (см. подраздел 4.1.4). Так как нас интересует пластическое деформирование не само по себе, а утилитарно — с точки зрения накопления повреждений, то предложенная фор- [c.231]

Движение вакансий задерживается скоплениями примесных атомов, границами фаз и структурных составляющих, поверхностями кристаллических блоков (внутрпзеренные кристаллические образования размером в несколько сотых долей микрона). Распространение первичных трещин эффективно блокируют включения пластичных фаз, расположенные на пути трещины, в которых происходит релаксация напряжений. Измельчение кристаллических блоков, увеличение степени нх разориентировки, а также искажения атомно-кристаллической решетки, вносимые при.чесями и возникающие при наклепе, выделении вторичных фаз и образовании неравновесных (закалочных) структур, сокращая пробег дислокаций, повышают [c.290]

Мартенсит — метастабильная фаза, для которой характерна высокая плотность дефектов кристаллической решетки, особенно дислокаций. Практически сразу после образования мартенсит начинает претерпевать превращения в направлении достижения более равновесного состояния. Этот процесс называется отпуском. Отпуск представляет собой совокупность фазовых и структурных превращений, которая включает перераспределение растворенных компонентов, распад с выделением метастабильных и стабильных фаз и перегруппировку дефектов кристаллической решетки. В зависимости от диффузионной подвижности атомов растворенного компонента отпуск может протекать при комнатной температуре и особенно ускоряется при нагреве. Отпуск возможен также в период завершения охлаждения в случае, когда скорость охлаждения замедляется. Этот процесс называется самоот-пуском. [c.496]

В теории надежности отмечается два основных подхода формирования моделей - полуэмпирический (феноменологический) и структурный. Феноменологический подход основан на обобщении результатов наблюдений и экспериментов, выявлении основных статистических закономерностей и прогнозировании функционирования технических систем. Среди этого класса моделей приведены многостадийная модель накопления повреждений, теория замедленного разрушения, статистическая модель разрушения и др. Структурный подход предусматривает прежде всего исследование структурных особенностей рассматриваемого объекта (например, при анализе прочностных свойств металлических деталей необходимо учитывачь структуру металла и связанных с ней дефектов - микро фещин, дислокаций, конфигурации и положения границ зерен и г.д.). Ко второму классу можно отнести моде ш хрупкого разрушения, пластического разрушения, так называемую объединенную структурную модель, причем автором особо подчеркивается перспективность дальнейшего развития структурного моделирования. [c.128]

Таким образом, в процессе пластического течения материала дислокации возникают, движутся, тормозятся на границах структурных элементов и образуют скопления на этих границах. С увеличением плотности дислокаций уменьшаются междислокационные расстояния, что приводит к росту сил междислокационного взаимодействия. При некоторой критической плотности дислокаций в образовавшемся дислокационном ансамбле возникает "сильное" взаимодействие, приводящее к коллективным эффектам [78]. При этом образующиеся скопления дислокаций на границах зерен являются зоной I переходного поверхностного слоя (см, рис. 75), то есть зоной скогшения дислокаций, которая создает сжимающие напряжения кристаллической решетки и обусловливает на начальных этапах сопротивление пластическому течению (состояние наклепа материала по достижении критической плотности дислокаций). Снижение прочности, как правило, наблюдается только под действием жестких напряженных состояний, в которых преобладают растягивающие напряжения. [c.129]

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]

Дрейф точечных дефектов (вакансий) в образующихся локальных полях неоднородных напряжений способствует локализации деформации в переходных зонах между недеформируемыми структурными элементами и активизирует квазивязкие диффузионные механизмы переориентации кристаллической решетки в процессе диссипации энергии. Так, в экспериментах при растяжении тонкой бериллиевой фольги [80] наблюдали, что продвижение трещины происходит за счет образования микропор по границам ячеек. При этом активизируется процесс притяжения дислокаций к поверхности трещины, что также является самовоспроизводящимся процессом формирования будущей поверхности у вершины трещины. [c.130]

Что представляют из себя скопления дислокаций на границах структурных элементов и несплошиостях с точки зрения. формирования структуры поверхностного переходного слоя [c.378]

Методом просречивдющей электронной микроскопии проанализирована эволюция субструктуры в сталях. Выполнен количественный статистический ацдлиз параметров субструктуры, установлены закономерности изменения характера фрагментирования структурных составляющих сталей, скалярной, избыточной и суммарной плотности дислокации э них, плотности двойников, кривизны кручения решетки. [c.66]

Рассчитана релаксированная атомноя структура и субструктура межфазных (межслоевых) границ. Установлено соответствие сеток первичных дислокации, выявляемых по атомной структуре и рассчитанных на основе теории О-решетки. Структурные элементы, составляющее межфазную границу, представляют собой устойчивые атомные или дислокационные конфигурации. Вторичные граничные дислокации можно рассматривать как искажения сетки первичных дислокаций, компенсирующих отклонение от специальной ориентации. [c.196]

Уровень достижений в области получения твердых материалов с улучшенными свойствами сейчас высок. Однако эти достижения были бы невозможны без научно обоснованного подхода к проблеме улучшения механических свойств. Возможности для такого подхода появились с развитием физических методов исследования твердых тел и прежде всего структурных рентгеновского, электро-нографпческого, нейтронографического и электронно-микроскопи-ческого. Стало ясно, что. большинство свойств твердых тел зависит от особенностей их атомной структуры. Крупным шагом в развитии физической теории прочности твердых тел явились теория несовершенств и, в первую очередь, теория дислокаций. Оказалось, что механическая прочность твердых тел зависит, главным образом, от дислокаций и что небольшие нарушения в расположении атомов кристаллической решетки приводят к резкому изменению такого структурно чувствительного свойства, как сопротивление пластической деформации. [c.115]

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

Структурный механизм этой реакции можно понять, рассмотрев рис. 10.7. На этом рисунке показана плотноупакованная плоскость (111). Скольжение происходит именно по этой плоскости в направлении [101]. Однако если рассматривать соскальзывание плоскостей как совместное движение перекатывающихся атомов, то более легким может быть перемещение от В к С и далее к В (В- -С В), чем прямо от В к В (В->В). Поэтому перемещение в направлении [101] может соответствовать зигзагообразному движению атомов попеременно в направлениях [211] и [112], что и приводит к диссоциации упомянутой выше единичной дислокации на две частичные с векторами Бюргерса, соответствующими соотношению (10.29). [c.243]

Рассматривая ползучесть как некоторый вид квазивязкого течения металла, мы должны допустить, что в каждый момент скорость ползучести при данном структурном состоянии определяется однозначно действующим напряжением и температурой. Структурное состояние — это термин, чуждый по существу механике, поэтому применение его в данном контексте должно быть пояснено более детально. Понятие о структурном состоянии связано с теми или иньгаи физическими методами фиксации этого состояния — металлографическими наблюдениями, рентгеноструктурным анализом, измерением электрической проводимости и т. д. Обычно физические методы дают лишь качественную характеристику структуры, выражающуюся, например, в словесном описании картины, наблюдаемой на микрофотографии шлифа. Иногда эта характеристика может быть выражена числом, но это число бывает затруднительно ввести в механические определяющие уравнения. В современной физической литературе, относящейся к описанию процессов пластической деформации и особенно ползучести, в качестве структурного параметра, характеризующего, например, степень упрочнения материала, принимается плотность дислокаций. Понятие плотности дислокаций нуждается в некотором пояснении. Линейная дислокация характеризуется совокупностью двух векторов — направленного вдоль оси дислокации и вектора Бюргерса. Можно заменить приближенно распределение большого числа близко расположенных дискретных дислокаций их непрерывным распределением и определить, таким образом, плотность дислокаций, которая представляет собою тензор. Экспериментальных методов для измерения тензора плотности дислокаций не существует. Однако некоторую относительную оценку можно получить, например, путем подсчета так называемых ямок травления. Когда линия дислокации выходит на поверхность, в окрестности точек выхода имеется концентрация напряжений. При травлении реактивами поверхности кристалла окрестность точки выхода дислокаций растравливается более интенсивно, около этой точки образуется ямка. Таким образом, определяется некоторая скалярная мера плотности дислокаций, которая вводится в определяюпще уравнения как структурный параметр. Условность такого приема очевидна. [c.619]

Эшби показал, что для сложных границ скольжение по границе и миграция тесно связаны. В этом случае скольжение и миграция границы пропорциональны, поскольку только в этом случае возможно скольжение без изменения структуры границы. При зернограничном проскальзывании по большеугловой границе миграция выступает как процесс, обеспечивающий непрерывное под-страивание границы до плоскости в атомном масштабе благодаря перемещению зернограничных дислокаций. Однако эту миграцию следует отличать от той, которая происходит в процессе пластической аккомодации, когда миграция, наблюдаемая при локальной пластической деформации, непосредственно не связана со скольжением по границе зерна. Такая нерегулярная миграция может препятствовать зернограничному проскальзыванию, поскольку не позволяет границе в процессе скольжения оставаться плоской. Для осуществления непрерывного скольжения по поверхности границы зерна необходимо действие источников зернограничных дислокаций. Предполагается, что источниками таких дислокаций могут быть источники типа Франка — Рида, действующие на границе зерна. Обнаруженные спиральные образования на границе зерен являются источниками дислокаций границ зерен, размножение которых происходит не скольжением, а переползанием. Дислокации границ зерен могут образовываться и в результате взаимодействия дислокаций решетки со структурными дефектами границы. [c.178]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...