Вакансии скопления

Дислокации представляют собой дефекты кристаллического строения, вызывающие нарушения правильного расположения атомов на расстояниях, значительно больших, чем постоянная решетки. Они возникают случайно при росте кристалла и термодинамически неравновесны. Причинами образования дислокаций могут быть также конденсация вакансий, скопление примесей, действие высоких напряжений. Процесс преобразования скоплений точечных дефектов в линейные идет с уменьшением свободной энергии кристалла. [c.470]

Усталостное разрушение значительно отличается от разрушения, вызванного действием постоянной нагрузки. В основе усталостного разрушения металла лежит дислокационный механизм зарождения микроскопических трещин. Возникновение усталостных трещин связывают с результатом циклического деформирования кристаллической решетки, когда максимальное значение напряжения за период цикла способно привести к пластическим сдвигам. Происходит интенсивное увеличение количества дислокаций и их движение как в прямом, так и в обратном направлении. Существуют различные варианты взаимодействия дислокаций, которые приводят к возникновению большого количества точечных дефектов, вакансий. Скопление вакансий приводит к объединению их в поры, которые могут стать причиной разрушения, превратившись в трещину [3, 7]. [c.14]

На сложный процесс возникновения и развития трещин оказывают влияние многие факторы. Можно отметить существенную роль таких внутренних факторов, как образование вакансий, скопление [c.123]

Разрушение металлов при циклическом нагружении рассматривается [28] как процесс образования вакансий скопления их в колонии. Имеющиеся в металле вакансии явно недостаточны для образования [c.382]

Расчеты основаны на представлениях о схватывании материалов в результате ползучести на контактных поверхностях и образовании прочных химических связей в местах выхода и перемещения вакансий, дислокаций и скоплений. Выход дислокаций на контактную поверхность активирует ее путем разрыва насыщенных связей, что приводит к образованию активных центров. [c.14]

Зародыши обычно образуются на границах зерен и субзерен, в скоплениях дислокаций, включениях, порах, что связано с уменьшением затрат на приращение поверхностной энергии. Распад также интенсифицируется после деформации, которая повышает плотность дислокаций. При медленном охлаждении и малой степени переохлаждения образуются близкие к равновесию стабильные фазы с некогерентными границами раздела. Для них характерно гетерогенное зарождение на высокоугловых границах зерен и скоплениях вакансий (кластерах). В результате возможно образование сетки выделяющейся фазы по границам зерен. [c.498]

При ускоренном охлаждении и больших степенях переохлаждения вместо стабильной фазы 0 часто образуется метастабиль-ная фаза 0, содержащая обычно меньше растворенного компонента, чем в стабильной (см. рис. 13.6). Фаза 0 зарождается гетерогенно предпочтительно на малоугловых границах блоков внутри зерен, скоплениях вакансий и отдельных дислокациях. Они имеют полностью или частично когерентные границы раздела. Возникновение метастабильных фаз обусловлено меньшим значением энергетического барьера при их зарождении, чем стабильных. Кроме того, для возникновения метастабильной фазы требуются меньшие концентрационные флуктуации. При длительной выдержке может произойти переход 0 в 0, в результате чего будет достигнуто равновесное состояние сплава с минимальной свободной энергией. [c.498]

Более правомерны при повышенных температурах облучения модели комплексных дефектов ( пиков смещения — скоплений смещенных атомов и обедненных зон — скоплений вакансий). Определение энергетической зависимости радиационной эффек- [c.71]

Итак, особенность структуры поверхностного переходного слоя заключается в наличии зоны скопления дислокаций совместно с вышележащей пористой зоной, насыщенной вакансиями. Структура вещества переходного слоя, а также скоплений данных дефектов носит фрактальный характер. [c.121]

Это — краевая дислокация (Ь перпендикулярно линии дислокации), но главная ее особенность состоит в том, что Ь не лежит в плоскости скольжения. Поэтому такая дислокация не может перемещаться скольжением, и ее движение будет затруднено. Подобные дислокации могут возникать при схлопывании плоских скоплений вакансий (отрицательные дислокации) или при введении дисков из межузельных атомов (положительные дислокации). Ввиду затрудненности движения дислокации Франка часто называют сидячими дислокациями. Они могут также образовываться делением единичных дислокаций, например, в результате реакции [c.244]

В результате происходит упрочнение кристалла. Другим способом упрочнения является радиационное воздействие, при котором происходит образование скоплений вакансий или межузельных атомов, превращающихся далее в сидячие дислокационные петли. [c.245]

Рассмотренные дислокационные представления о механизме формирования центров рекристаллизации позволяют объяснить еще одно важное явление. Во многих работах показано, что первичная рекристаллизация сопровождается усилением диффузионных процессов. В частности, с началом рекристаллизации ускоряются распад пересыщенных твердых растворов, коагуляция дисперсных фаз, сфероидизация пластинчатого цементита и т.д. Это может означать, что первичная рекристаллизация сопровождается повышением концентрации точечных дефектов. Ряд специально поставленных экспериментов подтвердил факт образования вакансий и их скоплений на стадии первичной рекристаллизации. [c.322]

Для развития пластической деформации необходимо увеличить число дислокаций, что наблюдается при пластическом течении (рис. 57). Механизм размножения дислокаций предложен Франком и Ридом. При увеличении напряжения исходный дислокационный сегмент (рис. 57, а) закреплен в точках АВ. При увеличении напряжения сегмент будет выгибаться (рис. 57, б) и принимать последовательно формы, приведенные на рис. 57, (I—д. При сближении выступов сегмент приобретает свою исходную конфигурацию, образуя при этом расширяющуюся дислокационную петлю (рис. 57, е). При продолжающемся действии напряжения дислокационный источник может генерировать новые дислокационные контуры. Скопление вакансий и границы зерен [c.79]

Кроме микрохимической неоднородности, следует иметь в виду и тесно связанную с нею микрофизическую неоднородность, вызываемую локальными скоплениями несовершенств кристаллической решетки, в первую очередь вакансиями и дислокациями. [c.30]

Рис. 25. Образование дислокационной петли из плоского скопления вакансий.

Рис. 26. Сближение атомных плоскостей около плоского скопления вакансий по [100].

Разрушение металлов при циклическом нагружении рассматривается И. А. Одингом как процесс образования вакансий и скопления их в колонии. В первой четверти симметрического цикла под действием приложенного напряжения происходит движение дислокаций, приводящее к образованию препятствий в виде вакансий, дислоцированных атомов, новых дислокаций и силовых полей вокруг них. Такие препятствия тормозят возвращение части дислокаций к их источникам во время разгрузки за вторую четверть цикла. В период третьей четверти цикла происходит новое нагружение с противоположным знаком. Этот период характеризуется меньшим сопротивлением деформации, что связано с частичным возвращением дислокаций, переместившихся и не возвратившихся в исходное состояние в первую четверть цикла. Последняя четверть цикла (разгрузка образца) характеризуется задержкой дислокаций вследствие возрастания количества препятствий. В последующие циклы происходят аналогичные явления, но число дислокаций с нарастанием числа циклов будет увеличиваться. [c.54]

Наличие двух упрочняющих механизмов, выявленных методом горячей твердости, по-видимому, связано с тем, что во время элиминации закалочных вакансий значительная доля растворенных атомов сегрегирует, образуя скопления или группы. Если эти скопления достаточно велики, то их можно отождествить с зонами, обогащенными растворенным веществом, когерентным с матрицей, которое вызывает повышение твер- [c.222]

При термической обработке циклически деформированного поли-кристаллического никеля, начиная от определенного количества циклов, исчезает только часть вызванного вакансиями добавочного сопротивления, что позволяет судить об образовании скоплений вакансий [3]. Измерение добавочного электрического сопротивления в процессе одного цикла деформации вместе со специальной термической обработкой могло бы дать сведения об агломерации вакансий. [c.171]

Поскольку разность сопротивлений в процессе деформации изменяется, равновесие менаду долями сопротивления, очевидно, нарушается. В состоянии механической стабилизации можно предполагать постоянную скорость образования точечных дефектов, из чего следует непостоянная скорость аннигиляции в процессе полу-цикла растяжения (см. рис. 4, а, б). Из-за растущей концентрации вакансий и благоприятных условий напряжения энергия активации, способствующая движению вакансий, уменьшается, из чего следует возрастающая аннигиляция вакансий (см. рис. 4, а). Аннигиляция вакансий происходит как при дислокациях, так и посредством образования малых скоплений вакансий. В полуцикле (см. рис. 4, б) растяжения процесс аннигиляции вакансий уменьшается. [c.174]

Аннигиляция вакансий при их малых скоплениях вносит добавочную долю в избыточное сопротивление. Таким образом, снижение сопротивления при аннигиляции вакансий незначительно. Соответственно можно рассмотреть полуцикл сжатия. Возвращение к кривой типа I при больших количествах циклов обусловлено тем, что имеющиеся при низких количествах циклов высокие концентрации вакансий убывают, так как существует добавочный вид отрицательного источника в форме скоплений вакансий. [c.174]

Можно полагать, что если металл обладает способностью кКР, то емкость системы может относиться к чисду важнейших характеристик, определяющих скорость КР, поскольку на сложный процесс возникновения и развития трещины решающее влияние оказывают такие внутренние факторы, как образование вакансий,скоплений дас-локаций, наполнение окисной пленки, концентрация напряжений на вершине трещны и т.д. [c.14]

Упрочняющие окислы влияют на жаростойкость упрочняемых металлов, находясь в исходном или растворенном виде в окалине, образующейся на композиции при ее окислении. Иногда они присутствуют на границе материал — окалина и препятствуют стоку катионных вакансий из окалины в материал, способствуют скоплению вакансий, возникновению микрополостей на границе раздела материал— окалина и росту окалины внутрь по механизму Мровеца —Вербера (см. с. 74), что приводит к образованию двухслойной окалины. [c.110]

Скопление вакансий вызывает разрыхление структуры, возникновение субмикропор и образование первичных трещин. [c.290]

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]

Механизм обесцинкования не получил еще удовлетворительного объяснения. Имеются две точки зрения. Первая предполагает, что первоначально протекает коррозия всего сплава, а затем медь осаждается на поверхности из раствора с образованием пористого внешнего слоя. Согласно второй, цинк, диффундируя к поверхности сплава, преимущественно растворяется прИ -а,том поверхностный слой обогащается медью. Каждую из этих гипотез можно успешно применить для объяснения явлений, наблюдающихся в определенных случаях обесцинкования. Однако накопленные факты свидетельствуют, что второй механизм применим намного чаще. Пикеринг и Вагнер [17, 18] предположили, что объемная диффузия цинка происходит вследствие образования поверхностных вакансий, в частности двойных. Они образуются в результате анодного растворения, а затем диффундируют при комнатной температуре в глубь сплава (коэффициент диффузии для дивакансий в меди при 25 °С D = 1,3-10" см с) 117], заполняясь преимущественно атомами цинка и создавая градиент концентраций цинка. Данные рентгеновских исследований обесцин-кованных слоев е-латуни (сплав Zn—Си с 86 ат. % Zn) и -у-латуни (сплав Zn—Си с 65 ат. % Zn) показали, что в обедненном сплаве происходит взаимная диффузия цинка и меди. При этом образуются новые фазы с большим содержанием меди (например, а-латунь), и изменение состава в этих фазах всегда идет в сторону увеличения содержания меди. Как отмечалось ранее, аналогичные закономерности наблюдаются в системе сплавов золото— медь, коррозия которых идет преимущественно за счет растворения меди. Растворения золота из этих сплавов не обнаруживают. В результате коррозии на поверхности возникает остаточный пористый слой сплава или чистого золота. Скопления двойников, часто наблюдаемые в полностью или частично обесцинкованных слоях латуни, также свидетельствуют в пользу механизма, связанного с объемной диффузией [19]. Это предположение встречает ряд возражений [20], однако данные рентгеноструктурного анализа обедненных цинком слоев невозможно удовлетворительно объяснить, исходя из концепции повторного осаждения меди. Хотя предложен ряд объяснений ингибирующего действия мышьяка, сурьмы или фосфора на обесцинкование а-латуни (но не Р-латуни), механизм этого явления нельзя считать полностью установленным. [c.334]

Кристаллизационные трещины образуются, как правило, в сварном шве н реже в зоне полуоплавленных зерен. На рис. 12.45 представлены характерные места расположения горячих кристаллизационных трещин в сварном соединении. Подсолидусные трещины возникают в интервале температур второго минимума пластичности, расположенного ниже температуры солидуса. Сварной шов вследствие неравновесного процесса кристаллизации пересыщен дефектами кристаллической решетки, в том числе и вакансиями, которые при растяжении активно перемещаются к границам, расположенным перпендикулярно действующим усилиям. Такие скопления вакансий сильно ослабляют границы и создают предпосылки для возникновения зародышей разрушения. Необходимые условия для возникновения разрушения — межзе-ренная деформация или проскальзывание, возникающие как следствие воздействия термодеформационного цикла сварки. О наличии такого вида деформации свидетельствуют смещения кристаллизационных слоев на поверхности сварных швов (рис. 12.46). Смещения нередко сопровождаются значительной пластической деформацией в пограничных областях. Если по гра- [c.481]

При высоких (закалочных) скоростях охлаждения и степенях переохлаждения в некоторых сплавах типа твердых растворов замещения (алюминиевых, медных, никелевых и др.) образуются особого рода метастабильные фазы, представляющие собой локальные зоны с повышенной концентрацией легирующего элемента. Из-за различия в атомных диаметрах металла-растворителя и легирующего элемента скопление последнего вызывает местное изменение межплоскостных расстояний. Эти зоны называют зонами Гинье — Престона (ГП). Учитывая, что тип решетки не изменяется, зоны ГП часто называют предвыделениями . Они имеют форму тонких пластин или дисков и размеры порядка мкм. Границы их раздела полностью когерентны, поэтому поверхностная энергия зон пренебрежимо мала. У зон малого размера энергия упругих искажений решетки также мала, поэтому энергетический барьер для их зарождения весьма невелик. Зоны ГП зарождаются гомогенно на концентрационных флуктуациях. Особенность образования зон ГП — быстрота и безынкубационность их возникновения даже при комнатной и отрицательной температурах. Это обусловлено повышенной диффузионной подвижностью легирующих элементов, которая связывается с пересыщением сплава вакансиями при закалке. [c.498]

В идеальной кристаллической решетке, в которой атомы -совершают лишь колебательные движения около своих положений равновесия, вообще говоря, процессы диффузии маловероятны. Диффузионное перемещение примесных атомов или собственных атомов решетки всегда связано с наличием в ней простых дефектов— вакансий, междоузельных атомов, дивакансий — и других более сложных дефектов — дислокаций, границ раздела, ваканси-онных и примесных кластеров (скоплений). [c.198]

Важным является вопрос о возможности существования кратных точечных дефектов (комплексов), например дивакансий, три-вакансик, тетравакансий и т. д. Простой анализ показывает, что малые скопления дефектов могут быть устойчивее одиночных. Так, если один атом переносится из узла на поверхность, то энергия образования такого дефекта (приходящаяся на атом) может быть получена умножением энергии одной связи со на половину разности числа связей в начальном и конечном состояниях. Так, в ГЦК металле атом, находящийся внутри кристалла, имеет 12 соседей (связей), а на поверхности — в среднем 6. Тогда для энергии образования, приходящейся на одну вакансию, можно получить [c.232]

Возникновение межузельных атомов сопряжено с раздвиже-нием атомов решетки. Если при образовании вакансий атомы смещаются примерно на 2%, то при образовании межузельного атома — на 12%. Избыточный объем за счет одиночных межузельных атомов составляет —2,5 атомного объема. Он заметно уменьшается при образовании скоплений межузельных атомов. [c.235]

Указанные типы дислокаций являются предельными, поскольку предельными (О и я/2) будут углы между векторами Бюргерса и осями дислокаций. Помимо них встречаются промежуточные случаи взаимной ориентации вектора Бюргерса и оси дислокации. Их часто называют смешанными и нередко рассматривают как наложение краевой с вектором Бюргерса 6x=bsina и винтовой с ЬК = 6 os а дислокаций (а — угол между Ь и осью дислокации). Угол а не обязательно постоянен вдоль дислокации, поскольку дислокации могут быть и криволинейными. Однако величина относительного смещения двух частей кристалла неизменна, и поэтому вектор Бюргерса по всей длине любой дислокации остается постоянным. Дислокационные линии могут заканчиваться на поверхности кристалла, границах зерен, других дислокациях, могут образовывать замкнутые петли. Дислокационные линии в виде замкнутой петли называют дислокационной петлей. Характерная особенность — отсутствие точек выхода на поверхность. Такие дислокации возникают, например, за счет схлопывания плоских скоплений вакансий и т. п. Дислокационные петли широко распространены в материалах, подвергнутых радиационному воздействию,] поскольку при бомбардировке кристалла нейтронами или заряженными частицами часть атомов оказывается выбитой из своих мест, в связи с чем возникают вакансии (и межузельные атомы). Одиночные [c.239]

Как известно [75, 76], пластическая деформация материалов приводит к значительному увеличению плотности таких дефектов, как дислокации (или их скопления), дефекты упаковки, вакансии (или нх комплексы), междоузельные атомы и т.д. Поля искажений этих дефектов кристаллического строения вызывают смещения атомов из узлов, что приводит к упругим микродеформациям. Если размер блоков достаточно мал (-10" см), это приводит к заметному расширению дифракционных пиков на дифрактограммс. Наличие в поликристал-лическом образце микроискажений (т.е. присутствие кристаллов с вариацией периода решетки) также приводит к расширению пиков на дифрактограмме. В настояи ,ее время развит1)1 три метода (аппроксимации или интегральной ширины, гармонический анализ формы рентгеновских линий, метод моментов), основанные на анализе формы дифракционных линий, с помощью которых могут быть найдены размеры блоков и величина микродеформаций в случае их раздельного и совместного присутствия в исследуемом образце. Зачастую имеется однозначная связь между величиной микродеформаций и плотностью хаотически распределенных дислокаций. [c.160]

Зарождение трещин связано с возникновением больших растягивающих напряжений в результате скопления дислокаций, образующихся у препятствий или расположенных вдоль полос скольжения, коагуляции вакансий, возникновения экструзий и эитрузий (выдавливания тонких лепестков металла толщиной менее 1 мкм) в полосах скольжения. Известны две основные схемы роста усталостных трещин первая заключается в повторном раскрытии и закрытии трещины, вторая —в слиянии микротрещин или пор с магистральной трещиной. [c.9]

Локальные давления в кристаллической решетке возникают также в окрестности точечных дефектов — вакансий и примесных атомов. Связанная с вакансиями избыточная энергия решетки не превосходит 1 эВ на одну вакансию, т. е. почти на порядок меньше, чем для единичной Дислокации. Хотя суммарная энергия кристалла, связанная с вакансиями, может достигать существенной величины, эффект их влияния на растворение ничтожно мал. Действительно, подстановка этого значения энергии моновакансии в уравнения, аналогичные (111), дает совершенно ничтожную величину эффекта, а образование дивакансий, тривакан-сий и т. д. ничего не меняет, поскольку в отличие от плоских скоплений дислокаций энергия каждой кооперированной вакансии меньше, чем изолированной. Во всяком случае эффект не может превосходить величины, соответствующей равномерно распределенным в объеме дислокациям. [c.114]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...