Вакансии образование при пересечении дислокаций

Р. Грин полагает, что механизм образования зародышевой трещины связан с образованием вакансий при пересечении дислокаций. [c.93]

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]

Рис. 27. Образование дорожки вакансий при пересечении двух вин. товых дислокаций

Следовательно, винтовая дислокация, двигаясь после пересечения с другой винтовой дислокацией, тянет за собой порог, позади которого остается дорожка вакансий или внедренных атомов. При перемене направления движения вакансии, казалось бы, должны замещаться внедренными атомами или, наоборот, внедренные атомы — вакансиями и, значит, при воз-вратно-поступательном движении, например под действием циклических нагрузок, в кристалле не должно оставаться никаких несовершенств. На самом же деле возникшие при движении дислокаций вакансии и внедренные атомы сравнительно быстро диффундируют от места их образования и распределяются по объему кристалла. Поэтому при возвратно - поступательном двил ении дислокаций происходит накопление вакансий в кристалле. [c.376]

Теоретическая модель. Реальный кристаллический материал даже после хорошего отжига содержит большую плотность дислокаций, которые закреплены различными по своей природе препятствиями. Причем препятствия можно разделить на сильные и слабые. К сильным препятствиям, например, относятся дислокационные узлы при пересечении дислокаций, кристаллические образования вторичных фаз, выпавших из твердого раствора, границы зерен и т. д. Отрезок дислокации, заключенный между двумя соседними препятствиями, будем называть дислокационной петлей. К слабым закреплениям можно отнести точечные дефекты (примеси, вакансии и меж-узельные атомы и т. д.), которые закрепляют дислокации по механизму Коттрелла, Судзуки или Сноека. Отрезки дислокации, заключенные между двумя соседними слабыми закреплениями, будем называть дислокационными сегментами. [c.165]

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 теории Кульман-Вильсдорф предпочтение отдается пересечению дислокаций с дислокационными сплетениями, также наблюдаемыми при электронномикроскопических исследованиях. Механизм образования дислокационных сплетений называют процессом ветвления . Он заключается в том, что движущиеся дислокации оставляют за собой пересекаемые дефекты, в результате чего позади движущейся дислокации образуются дислокационные диполи, вакансий и небольшие дислокационные петли, которые возникают в результате осаждения вакансий. Указанные дефекты искривляют прямолинейные дислокации этому способствует также поперечное скольжение. В конце концов первоначальная форма прямолинейных дислокаций настолько изменяется, что они принимают вид сплетений. Дислокационные сплетения распределены неравномерно. Поэтому на стадии / упрочнения дислокации заполняют места между сплетениями, т. е. свободные области кристалла, создавая квазиравномерную плотность сплетений. Затем на стадии II плотность сплетений в результате пересечения с движущимися дислокациями возрастает, расстояние между сплетениями уменьшается, вызывая рост деформирующего напряжения. При этом стадия III объясняется преобладанием поперечного скольжения. [c.213]

При низкотемпературной пластической деформации, когда полигонизационные процессы затруднены, пространство между возникшими на ранних стадиях пластической деформации сплетениями быстро заполняется дислокациями, причем с понижением температуры однородность такого распределения нарастает. Дальнейшая пластическая деформация сопровождается исключительно высокой концентрацией точечных дефектов благодаря пересечению движущихся дислокаций с дислокациями леса высокой плотности (Л/д= 10 —10 м ) и образованию значительного количества порогов, порождающих при дальнейшем перемещении дислокаций вакансии и межузельные атомы. После низкотемпературной деформации всего лишь на 10% концентрация точечных дефектов возрастает до 10 —10 ° см т. е. nlN= = (10 —10 " ). Таким образом, достигается концентрация, равная концентрации вакансий Ю"" при температуре плавления. Рост концентрации точечных дефектов и особенно вакансий приводит к увеличению объема при пластической деформации на величину до 0,25%. Процессу образования разориентированной ячеистой структуры в области низких температур (0,2—0,3) Гпл способствует хаотическое распределение дислокаций высокой плотности, приводящее к возникновению точечных дефектов. Увеличение точечных дефектов способствует переползанию краевых дислокаций и, следовательно, как и при полигонизации с развитым неконсервативным движением дислокаций, возможно образование разориентированной ячеистой структуры. При этом пластическая деформация при низкой температуре сопровождается уменьшением размеров ячейки в направлении деформирующего усилия и ее увеличением в направлении вытяжки при прокатке, прессовании, волочении. В связи с этим возникает слоистая ячеистая структура. Особенностью дислокационного строения такой структуры является то, что плотность дислокаций внутри таких ячеек сущ ественно не изменяется, т. е. дислокации, вызывающие изменение формы слоистой ячейки, выходят на ее поверхность или поверхность зерна. [c.254]

К теориям упрочнения близкодействующими полями упругих напряжений относят и теории, связывающие деформационное упрочнение с торможением дислокаций вследствие образования на них ступенек (порогов) в результате взаимного пересечения [240, 241]. Так, в модели Мотта [240] и Хирща [241] (рис. 3.1, ), которая уточняет теорию Тейлора, сопротивление движущейся дислокации определяется пе прямым взаимодействием с другими дислокациями, а образованием ступенек при пересечении с дислокациями леса. Во многих случаях ступеньки способны двигаться вместе с дислокацией, но для винтовых дислокаций неконсервативное движение ступенек вместе с дислокационной линией должно приводить к образованию вакансий или меж-доузельных атомов, . [c.100]

При термоциклировании происходит движение большого числа неравновесных вакансий, источниками которых являются пересечения дислокаций со ступеньками. Кроме того, при теплосме-нах возможно фиксирование неравновесных вакансий циклически меняющейся температурой, особенно на этапе охлаждения. Именно поэтому обеспечивается высокая скорость образования полиго-низованной субструктуры при сравнительно низкой температуре. По мере развития полигонизованной субструктуры процесс образования и исчезновения вакансий замедляется, поскольку полигональные стенки являются плохим источником вакансий. [c.119]

Сущность полигонизации заключается в следующем. В соответствии с теорией дислокаций вертикальный ряд дислокаций (расположение дислокаций одного знака друг под другом) термодинамически более устойчив, чем горизонтальный (нагромождение дислокаций перед препятствием). Поэтому при определенных режимах нагрева деформированного металла происходит перегруппировка дислокаций с образованием полигональной структуры, как показано схематично на рис. 16. Перераспределение дислокаций, связанное главным образом с восхождением дислокаций в результате притока или оттока вакансий к краю экстра-плоскос-тей дислокаций, может происходить при таких температурах, когда само-диффузия протекает достаточно быстро. Большую роль в образовании полигональной структуры играют также винтовые дислокации, так как пороги, образующиеся при пересечении двух винтовых дислокаций, являются поставщиками вакансий и внедренных атомов известны и другие механизмы [22]. [c.35]

Пластическая деформация реальных тел сопровождается образованием и развитием субмикро-, микро- и макротрещин. Исходная структура реальных материалов также далека от совершенства. Причин образования дефектов, в том числе и трещин, много, и здесь нет необходимости подробно освещать этот вопрос. Процесс образования зародышей разрушения связывают прежде всего с движением дислокаций и взаимодействием полей напряжений подвижных и неподвижных дислокаций. Зародыш разрушения возникает при скоплении вакансий, а также дислокаций в микрообъеме, в котором накопленная упругая энергия достигает предельной величины, равной скрытой теплоте плавления. Образование микротрещины и трещины осуществляется при локализации пластического течения на линиях скольжения, формирование которых связано с переориентацией элементов структуры по направлениям вынужденного сдвига вдоль действия главного сдвигающего напряжения объединению микротрещин и их раскрытию способствует пересечение линий Ъсольжения. [c.8]

К теориям упрочнения близкодействующими полями упругих напряжений примыкают теории, связывающие деформационное упрочнение с торможением дислокаций из-за образования на них порогов в результате взаимного пересечения. Как известно, дислокациям с порогами (ступеньками) скользить труднее, чем гладким. Особенно это относится к винтовым дислокациям, пороги на которых имеют краевую ориентацию. При движении этих дислокаций образуются диполи, а также цепочки вакансий или межузельных атомов, которые затрудняют движение других дислокаций (теория Гилмана). Вклад порогов в торможение дислокаций, на которых они образовались, можно оценить количественно [c.118]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...