Энергия дефектов упаковки

Таким образом, материалы с высокой энергией дефектов упаковки предполагают более высокие значения поверхностной энергии, которые характерны и для будущих поверхностей разрушения. Это является стимулом к повышению сопротивления разрушению материала путем активации процессов самоорганизации структуры в процессе диссипации энергии нагружения. Поступающая энергия нагружения в процессе диссипации расходуется на процесс формирования зон переходных поверхностных слоев будущей поверхности разрушения. При этом успевает сформироваться возможно более полная структура переходного поверхностного слоя, описанного в разделе 4.3. [c.130]

Высокая энергия дефектов упаковки подразумевает формирование зоны скопления дислокаций переходного слоя, приводящего к возникновению сильных сжимающих напряжений, которые препятствуют дальнейшему развитию микротрещин, что повышает общую сопротивляемость материала разрушению. Тогда при дальнейшем подводе энергии разрушения начинают формироваться следующие зоны переходного слоя у вершины трещины вплоть до развитой пористой структуры, которая также включается в процесс диссипации энергии нагружения материала, активизируя вязкое разрушение. Вязкое разрушение требует наибольшей подачи энергии в материал. [c.130]

Представлены результаты исследований особенностей пластической деформации в зоне сварки различных (однородных и разнородных) металлов и сплавов, отличающихся по типу решетки и по величине энергии дефектов упаковки, соединения которых (Ti+ u AJ4- u Ст+Ni и др.) выполнены сваркой давлением при скоростях деформирования (П) от 10". С до 10 .С , что соответствует режимам сварки от диффузионной до сварки взрывом. [c.158]

В соответствии с тем, удаляется или внедряется лишняя плоскость, дефекты упаковки называются дефектами вычитания или внедрения. На удаление или внедрение неправильно уложенной плоскости должна быть затрачена определенная энергия, и па этой причине дефекты упаковки обладают характеристической энергией, называемой энергией дефекта упаковки. Характерные-величины этой энергии, например в металлах, 10 —10 эрг/см . Так, для алюминия энергия дефекта упаковки составляет 200,. для меди — 40 эрг/см . Совсем необязательно (да и маловероятно), чтобы неправильно уложенная плоскость проходила через весь кристалл. Если она обрывается внутри кристалла, то вокруг края этой плоскости возникает линейный дефект, который называется дислокацией. [c.236]

Найти энергию образования винтовой дислокации для ГЦК кристалла с вектором Бюргерса /2 [НО] в зависимости от отношения радиуса ядра к размеру кристалла Сравнить с энергией образования точечных дефектов и энергией дефектов упаковки. [c.248]

ГИИ. Энергию дефекта упаковки на единицу его площади обозначим через Е .у эpг м . Образование двух частичных дислокаций одинакового знака мощностью Ь] = Ь2 приводит к их отталкиванию с энергией R / [c.70]

Легирование сильно изменяет энергию дефекта упаковки. В растворах на основе меди величина Ед.у снижается при росте содержания А1. Например, у бронз ( u+Ai), содержащих 4,5 и 7% А1, д.у=20Х ХЮ- и 2-10- эрг/см2 соответственно. Относительная ширина do/6i дефекта упаковки изменяется в пределах от 1 до 60 и больше. [c.71]

Металлы с г. ц. к. решеткой можно разделить на металлы с низкой энергией дефектов упаковки (Си, Ag, Au, и высокой [c.75]

Как и в г. ц. к. решетке, две частичные дислокации Шокли связаны между собой дефектом упаковки с образованием в г. п. у. решетке прослойки AB , характерной для г. ц. к. решетки. Определение энергии дефекта упаковки и ширины расщепленной дислокации аналогично приведенному выше [см. формулы (54) и (55)]. [c.78]

Повышенные напряжения для движения дислокаций необходимы также в том случае, если металл обладает низкой энергией дефекта упаковки, т. е. большой шириной растянутых дислокаций. [c.90]

В металлах с г. п. у. решеткой наблюдается большое многообразие систем скольжения (см. табл. 6), зависящее от соотношения с/а. Наименьший вектор Бюргерса а/3-<11 0>- лежит в базисной плотноупакованной плоскости 0001 . В этом случае для одной плоскости и трех направлений имеются три системы скольжения. Наличие растянутых дислокаций в плоскости (0001), наблюдаемых в Со, Zn, d, Mg, свидетельствует о низкой энергии дефекта упаковки в этой плоскости. Отношение /fl = 1,633 в г. п. у. решетках соответствует идеальной структуре из плотноупакованных сфер. Для d и Zn оно >1,633 (см. табл. 5), поэтому скольжение идет в базисной плоскости. Несмотря на то что для Mg и Со отношение с/а <1,633 (1,62), скольжение в плоскости (0001) все же происходит благодаря низкой энергии дефекта упаковки. Для Ti и Zr с/а еще меньше расстояние между плоскостями 1010 в них меньше, чем между базисными. Согласно формуле Пайерлса скольжение в этих металлах по плоскостям 1010 , которые называются призматическими, все же протекает. [c.109]

Цинк и кадмий имеют относительно низкие энергии дефекта упаковки, поэтому для (а/3) <1120> дислокаций, расщепленных в базисной плоскости, поперечное скольжение энергетически выгодно, так как расщепленные дислокации. при этом должны стягиваться. [c.109]

Энергия когерентной границы двойников дв=0,5х Х д.у, поэтому склонность к двойникованию с уменьшением энергии дефекта упаковки увеличивается. Так, в г. ц. к. кристаллах алюминия деформационные двойники не наблюдаются, а в кристаллах меди, деформированных при 4 К и высоких напряжениях в серебре, золоте и никеле, они обнаружены для меди напряжения сдвига составляют 150, а для никеля 3 МПа. Указанные напряжения достигают при низких температурах или при больших скоростях деформации. [c.137]

Рис. 79. Корреляционная связь между напряжением двойникования и энергией дефекта упаковки для сплавов на основе Си

Минимальное напряжение, необходимое для зарождения двойникования полюсным механизмом, должно быть таково, чтобы скомпенсировать энергию дефекта упаковки за первый период действия источника, т. е. [c.143]

Природа металла и степень его чистоты, влияют на протяженность стадии /. Кроме того, существенное влияние оказывает энергия дефектов упаковки д.у. Так, для кристаллов алюминия д.у при комнатной температуре велика, величина уп не превышает 4—5%, а для кристаллов меди Ед.у мала и 7н свыше 20%. Примеси заметно влияют на протяженность стадии /, причем существенное значение имеет форма их нахождения в кристалле. Когда примеси образуют вторую фазу, наблюдается сокращение или полное исчезновение стадии [c.185]

Растворенные примеси, понижающие энергию дефекта упаковки, увеличивают ширину расщепленной дислокации, что затрудняет двойное поперечное скольжение и увеличивает критическое напряжение сдвига по сравнению со значением, свойственным чистому металлу (рис. 108, а). Протяженность стадии / (параметр уц) увеличивается, а величина 6/ уменьшается. Эксперименты с разбавленными растворами показали, что добавки оказывают особенно заметный эффект при малых их концентрациях (рис. 108,6, в). При концентрации примесей от 10 до 10- величина то возрастает примерно в 2—3 раза. Влияние растворенных добавок на напряжение течения тем сильнее, чем больше размеры атомов добавки отличаются от размера атомов основного металла (сравните влияние Ni и Si, с одной стороны, и Sb, In, Sn, с другой, на рис. 108, б, в). [c.185]

Металл и степень его чистоты. Влияние энергии дефектов упаковки проявляется и на стадии II. В алюминии при комнатной температуре стадия II упрочнения выражена очень слабо, и стадия / сливается со стадией III. При криогенных температурах все три стадии хорошо выявляются. Напротив, кристаллы меди при /=20° С имеют четко выраженную стадию П. В зависимости от ориентировки она начинается от значений v//=5-f-20% и заканчивается при 7///=15 35%. Начало стадии III связывают с интенсивным поперечным скольжением, которое для меди, обладающей довольно низкой энергией дефекта упаковки, более затруднено, чем для алюминия. Для твердых растворов протяженность стадии II объясняют влиянием добавок на энергию дефекта упаковки, [c.189]

Эта зависимость позволяет объяснить различие в протяженности стадий // и III упрочнения для алюминия и меди, существенно различающихся энергией дефекта упаковки д.у (табл. 9). [c.196]

Усредненные значения энергии дефекта упаковки д.у, [c.196]

Для металлов с о. ц. к. решеткой благодаря высокой энергии дефектов упаковки характерной особенностью является сравнительная легкость поперечного скольжения. Макроскопическая плоскость скольжения будет близкой к поверхности, образованной участками плоскостей зоны <111>, по которым критическое приведенное напряжение сдвига максимально. Поэтому неясно, какую кривую для о. д. к. монокристаллов различной ориентации необходимо использовать для расчета как исходную. По аналогии с г. ц. к. кристаллами можно рекомендовать к использованию в расчетах такие ориентации о. ц. к. монокристаллов, в которых наблюдается множественное скольжение. В частности, для монокристалла с ориентировкой <100> с четырьмя системами скольжения расчетная и экспериментальная кривые а — S находятся в приемлемом соответствии, [c.237]

Ag+2 % Ga (изменение энергии дефекта упаковки сплава см. рис. 141), комнатная температура 3 —Ag-l-2% Ga, i = --196 С [c.252]

В Г. ц. к. металлах с промежуточной (серебро, медь, никель, золото, платина) и особенно высокой (алюминий и его сплавы) энергией дефекта упаковки, в которых поперечное скольжение и переползание дислокаций происходит легко, даже при малых деформациях наблюдается возникновение ячеистой структуры (рис. 153), а стенки ячеек имеют меньшую толщину. [c.252]

В о. ц. к. металлах, например, в структуре деформированного железа вследствие развитости поперечного скольжения возникает такая же ячеистая структура, как и в г. ц. к. металлах с высокой энергией дефекта упаковки. [c.252]

Реально это обусловлено различием в типе и числе действующих систем скольжения при данных условиях внешнего воздействия, т. е. связано с дискретным характером возможных атомных перемещений в данном теле, вследствие которого оно ведет себя как дисконтинуум. Это поведение в свою очередь зависит от большого числа факторов, в том числе типа решетки, энергии дефектов упаковки, фазового состава, ориентировки внешних сил относительно систем скольжения и др. [c.276]

Согласно этой точке зрения вероятность образования той или иной из указанных двух ориентировок и количественное соотношение между ими определяются склонностью к поперечному скольжению и, следовательно, прежде всего энергией дефектов упаковки д,у. Уменьшение энергии Ец.у, а также ослабление склонности к поперечному скольжению способствует образованию компоненты аксиальной текстуры <100> и увели- [c.281]

Такой подход объясняет большинство экспериментальных фактов и прежде всего то, что чистый алюминий (энергия д.у велика) после волочения практически обладает только ориентировкой а ориентировка <100> усиливается в ряду алюминий — никель — медь — латунь — серебро (см. табл. 1), т. е. в той же последовательности, в какой снижается энергия дефектов упаковки (см. гл. II). Если после деформации волочением в алюминии (99,5%) доля компоненты < 100>-составила 8%, то в ряду никель, медь, серебро она увеличивается в следующей последовательности 27, 34 и 54%. [c.282]

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]

Для расщепленной, допустим в г. ц. к. кристалле, дислокации дефект упаковки — это прослойка г. п. у. решетки, для которой растворимость примесных атомов будет отличаться от растворимости в г. ц. к. решетке. При высокой температуре диффузионное перераспределение атомов происходит аналогично перераспределению элементов между двумя фазами. Такое перераспределение было названо химическим взаимодействием растянутой дислокации с растворенными атомами. Изменение концентрации вызывает уменьшение энергии дефекта упаковки и увеличение его ширины. Изменение концентрации примесных атомов или атомов легирующих элементов в дефекте упаковки расщепленной дислокации называют атмосферой Сузуки. Энергия дефекта упаковки д.у больше энергии дефекта упаковки д.у.с при наличии атмосфер Сузуки, т. е. д.у> д.у.с. Подставив равновесную ширину дефекта упаковки (55) в (54), получим выражение энергии расщепленной дислокации без р.д и с атмосферой Сузуки р.д.с [c.93]

Просвечивающая электронная микроскопия позволяет опреде -лять основные количественные характеристики дислокационной структуры вектор Бюргёрса отдельных дислокаций, плотность дислокаций (но числу точек выхода дислокаций на 1 см поверхности фольги или по суммарной длине линий дислокаций в единице объема фольги), ширину растянутых дислокаций, размеры субзерен, энергию дефектов упаковки и др. [c.99]

Рис. ПО. Температурная зависимость То/(3 для монокристаллов некоторых металлов, различающихся энергией дефектов упаковки (Р. Бернер, Г. Кронмюллер)

Перетяжка на расщепленной дислокации, необходимая для начала поперечного скольжения в другой плоскости, создается благодаря приложенному сдвиговому напряжению и тепловым колебаниям решетки, так как реакция рекомбинации энергетически невыгодна. Для процесса сжатия дислокации и движения в плоскости поперечного скольжения необходима энергия активации, величина которой зависит от размера стяжки и ширины расщепленной дислокации. Для алюминия расчетным путем получено значение энергии активации, близкое к 1,0 эВ. Однако для меди, обладающей большей шириной расщепленной дислокации, необходима значительно более высокая энергия. Поэтому для поперечного скольжения в меди требуются более высокие значения напряжений и температуры. Поскольку ширина дефекта упаковки зависит от энергии дефекта упаковки д.у, то напряжение Till также зависит от энергии дефекта упаковки. [c.196]

Гексагональные металлы Mg, Zn и d также обладают относительно большими значениями отношения Eji.ylGb, т. е. здесь наблюдается та же зависимость, что и в случае г. ц. к. металлов с высокой энергией дефекта упаковки. [c.207]

Рис. 141. Кривые а—е поликристаллов с одинаковой величиной зерна для серебра и твердых растворов серебро — галлий при 77 К. Стрелками указаны начало и конец стадии II. Энергия дефекта упаковки сплавов Ag—36 Ag-H +2 % Ga—32 Ag+6 % Ga—20 Ag-HO % Ga—10 эрг-см (a) и кривые 0—e поликристаллических металлов Ag 99,97 %, размер зерен 0,04 мм Си 99,999 % (0,03 мм) Ti 99,9 % (0,10 мм) А1 99,99 %. (0,11 мм) Fe 99,96 % (0,075 мм) Мо 99,98 % и Fe после зоииой очистки (0,09 мм). Различие температур плавления и модулей упругости учитывается величиной а/(ОГцд) (б)

Влияние энергии дефекта упаковки на форму кривых о—е изучают сравнением поведения чистого металла и ряда твердых растворов на его основе, у которых концентрация второго компонента увеличивается, а энергия дефекта упаковки уменьшается. При этом с понижением энергии дефекта упоковки (рис. 141, а) деформирующее напряжение (или сопротивление деформации) увеличивается. Как и для монокристаллов, с повышением температуры начинает преобладать стадия III. На этой стадии дислокации, ранее блокированные препятствиями в своих плоскостях скольжения, оказывзют- [c.232]

Микроструктурная оценка 8, d и N в опытах дает значения е = 1 4%, несравненно более низкие, чем общая пластическая деформация до разрущения. Таким образом, вклад деформации двойникованием в общий уровень пластичности поликристалла оказывается небольшим, несмотря на то, что, кроме концентрации напряжений в местах нагромождения дислокации на различных препятствиях (например, в местах пересечения полос скольжения), благоприятствующих процессу двойникования, в поликристалле создается дополнительная концентрация напряжений, облегчающая двойникование тем больше, чем больше величина зерна. Снижение температуры и повышение скорости деформации приводят к уменьшению эстафетного скольжения, затрудняя релаксацию напряжений и, следовательно, способствуя развитию двойникования. Как показывают расчеты и эксперимент, вклад двойникования при деформации монокристалла существенно ниже, чем предсказываемый по формулам (85) и (149). Подобно тому, как уменьшение величины зерна приводит к снижению концентрации напряжений и, как следствие этого, не достигаются значительные по величине напряжения старта двойникового источника Од= д.у/6 ( д,у=1,4-10-2 мДж/см2 — энергия дефекта упаковки для железа и ад—2000 МПа), можно утверждать, что в результате раздробления исходного зерна поликристалла на фрагменты , ограниченные каркасом из двойниковых пластин, возникает (В. И. Трефилов с сотр.) своеобразный эффект само- [c.245]

При достаточно высокой степени деформации (е> >80- -90%) максимальная разориентация соседних ячеек превышает 5—10° при средней разориентации 2—3°. Имеется критический угол 0кр разориентировки границы ячеек. При 0<0кр<2н-5° границы ячеек оказывают сопротивление движению дислокаций по типу сопротивления дислокаций леса . Если 0> 2-4-5°, границы ячеек становятся столь же эффективными барьерами для передачи скольлсения, как и границы зерен, повышая тем самым деформирующее напряжение. Передача пластической деформации через такие границы сопровождается нагромождением дислокаций. В отличие от разных стадий пластической деформации, когда длина плоскости нагромождения ограничена размером металлографически выявляемого зерна, при больших деформациях длина плоскости нагромождения ограничена размером ячейки. Формирование ячеистых дислокационных структур зависит от условий деформации, среди которых главными являются температура, степень и скорость деформации, вид напряженного состояния. Многочисленные экспериментальные данные дают основание утверждать что снижение температуры деформации, повышение скорости деформации, легирование (при условии, что легирование не сильно влияет на величину энергии дефекта упаковки) или загрязнение металла, повышая напряжение течения, одновременно затрудняют формирование ячеистой структуры. Ячеистая структура оказывает непосредственное влияние на свойства деформированного металла, причем структурно чувствительные механические свойства зависят не только от размера ячейки, но и от угла 0 между соседними ячейками. [c.251]

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]

Число факторов, определяющих конкретный тип текстуры деформации, весьма велико. Оно включает в себя прежде всего условия деформации (схема, скорость, температура, смазка и др.), а также природу основного материала (тип решетки и природа химических связей, энергия дефектов упаковки, исходная текстура и величина зерна и др.), характер легированР1я (природа легирующей примеси, концентрация, фазовое состояние) и др. [c.281]

Общая закономерность такова. При затрудненном поперечном скольжении формируется простая моноком-понентная текстура 110 <112>. По мере облегчения поперечного скольжения появляется и дает все больший вклад компонента 112 <111>. Поэтому в г. ц. к. металлах и сплавах с низкой энергией дефектов упаковки д,у, таких как серебро, сс-латунь, многие твердые растворы на основе г. ц. к. металлов, как правило, возникает только текстура 110 < 112>-, которую часто называют текстурой латуни или текстурой спла-чов. [c.286]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...