Напряжения для действия источника Франка — Рид

При т, превышающих Ткр, конфигурация становится нестабильной и дислокация самопроизвольно расширяется, занимая положения 2, 3, 4. В положении 4 части дислокационной петли С п С имеют винтовые компоненты противоположного знака, т. е. они движутся навстречу друг другу в одной и той же плоскости скольжения и взаимно уничтожаются. В результате этого происходит разделение дислокации на две внешнюю и внутреннюю (положение 5). Внешняя дислокация разрастается-до поверхности кристалла, а внутренняя занимает исходное состояние. После этого весь процесс начинается сначала и будет продолжаться до тех пор, пока приложены внешние напряжения. Число дислокаций, генерируемых источником Франка — Рида, неограниченно, но в общем случае не все внешние дислокационные петли покидают кристалл. Число дислокаций увеличивается до тех пор, пока в результате взаимодействия упругих полей дислокаций суммарное обратное напряжение не сбалансирует критическое напряжение сдвига Ткр, необходимое для действия источника. После этого источник становится неактивным. [c.111]

Из трех отдельных этапов ВДС — зарождения, движения и поглощения дислокаций — наиболее трудно осуществим, очевидно, первый. В ином случае типичным было бы накопление дислокаций в теле или вблизи границ зерен. В мелкозернистых СП материалах невозможно зарождение дислокаций внутри зерен за счет действия источников Франка — Рида, поскольку, как показывают расчеты, напряжение, необходимое для их работы, значительно превышает напряжение СП течения [1, 2]. Наиболее вероятное место зарождения дислокаций — границы зерен, где всегда можно ожидать появления большой концентрации напряжений [1]. В пользу этого вывода свидетельствуют эксперименты по деформации СП сплава Zn—0,4 % А1 в колонне высоковольтного электронного микроскопа [106]. Наблюдение дислокаций, присутствующих уже в исходном состоянии, например в зерне С на рис. 19, показало, что при растяжении большая их часть сохраняется, лишь слегка изменив конфигурацию, в то время как в зерне произошла заметная деформация. Следовательно, наблюдаемые дислокации не участвовали в процессе деформации из-за, очевидно, малых напряжений, действующих на них. А деформация зерна была обусловлена дислокациями, генерированными на границах зерен под действием относительно больших локальных напрял<ений, которые определяют и характер их движения. [c.56]

Возникает вопрос как образуются такие свободные (подвижные) дислокации Вероятно, можно предположить действие нескольких процессов. Возможно, такие дислокации образуются в результате отрыва их от границ субзерен и границ зерна, или они создаются на границах зерен уже имеющимися в субзерне источниками Франка — Рида они могут также образовываться в результате генерирования дислокаций в местах высокой концентрации напряжений в объеме или на границах субзерен, путем размножения, обусловленного поперечным скольжением или переползанием через барьеры или другие препятствия. Так как выше было высказано предположение, что границы субзерен являются стоками для дислокаций, то маловероятно, что при условии постоянного действующего напряжения они позволят вырваться дислокациям. Кроме того, нет экспериментальных доказательств размножения дислокаций в условиях высокотемпературной ползучести за счет действия источников Франка — Рида или в местах с высокой концентрацией напряжений. Однако поперечное скольжение и переползание могут обеспечить необходимое образование свободных дислокаций. В результате действия этих процессов (поперечного скольжения и переползания) каждое субзерно сохраняет в своем объеме определенное число подвижных дислокаций. [c.271]

При объяснении механизма ползучести нужно различать начальную стадию и стадию установившейся ползучести. Если зерно деформировано путем приложения Рис. 288. касательного напряжения т, большое количество дислокаций оказывается задержанным препятствиями так, что для приведения их в движение достаточно лишь немного увеличить напряжение. Существуют подавленные источники Франка — Рида, для которых критическое напряжение немного превышает действующее. В сплавах, содержащих большое количество более или менее равномерно распределенных субмикроскопических выделений (дисперсионно-твердеющих сплавах), характерно расположение дислокаций, подобное изображенному на рис. 288 под действием приложенного напряжения линия дислокации выгибается между препятствиями. Атомы находятся в состоянии теплового движения, поэтому линии дислокаций никогда не останутся в покое, они колеблются, выгибаясь то больше, то меньше. Поэтому всегда есть вероятность, что два соседних участка примут конфигурацию, изображенную пунктиром и обозначенную буквой а. Тогда соприкасающиеся участки линии дислокации уничтожат друг друга, оставшиеся части сольются и займут положение Ь. Таким образом, препятствие в виде ряда внедренных выделений не [c.430]

На примере единичного сдвига мы видели, что дислокация в результате перемещения по плоскости скольжения покидает криС талл. Опыт же показывает, что при больших напряжениях кристаллы претерпевают значительные деформации. Для объяснения этого факта необходимо предположить, что в кристалле имеются источники, которые генерируют дислокации при напряжениях, меньших чем 10 G. Такими источниками, как мы видели в разделе о дислокациях, являются, например, источники Франка — Рида, которые начинают действовать при скалывающих напряжениях Gb/l, где / — длина источника, Ь — модуль вектора Бюргер-са. В реальных кристаллах источники Франка — Рида — это только один из возможных механизмов размножения дислокаций. Рождение новых дислокаций в процессе пластической деформации и их перемещение приводят к макроскопическому сдвигу вдоль плоскости скольжения. [c.134]

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]

При прохождении процессов ИП в контактируемых поверхностях могут измениться условия деформационного упрочнения кристаллической решетки. Во-первых, образование медной пленки может привести к снижению эффективных касательных напряжений в подложке и тем самым обусловить уменьшение процессов наклепа, связанного с упругим взаимодействием дислокаций и работой дислокационных источников. В этом случае упругое взаимодействие линейных дефектов снижается не только по причине уменьшения вероятности множественного скольжения их по различным системам скольжения, но и снижением интенсивности работы источников дислокаций, в частности источников Франка— Рида. Понижение значений касательных напряжений может оказаться недостаточным для преодоления сил линейного натяжения и прогибания дислокационного сегмента до критического радиуса при работе источника Франка—Рида, в результате чего не происходит самопроизвольной генерации дислокационных петель. Во-вторых, наличие упругих напряжений на границе раздела между пленкой и основной матрицей может привести к тому, что выход дислокаций из приповерхностного слоя на поверхность будет затруднен и приведет к возрастанию упругих напряжений материала под пленкой. Помимо этих явлений, нужно еще учитывать взаимодействие дислокаций со свободной поверхностью пленки. Известно, что сила, действующая на единицу длины дислокации и стремящаяся продвинуть дислокацию к поверхности, имеет величину, [c.28]

Таким образом, источник Франка-Рида, т. е. дислокационный сегмент, закрепленный в двух точках, вращаясь, действует непрерывно, как дислокационная мельница , и производит замкнутые дислокационные петли (дислокации), которые, находясь на плоскости скольжения, могут резко снизить напряжение, необходимое для осуществления пластической деформации. В дальнейшем дислокации по мере увеличения их, взаимодействуя между собой, препятствуют перемещению друг друга и тормозят скольжение, что снова увеличивает сопротивление пластической, деформации. [c.29]

Основной причиной очень низкой прочности металлических кристаллов является также наличие у них источников дислокаций типа Франка-Рида, которые обладают способностью образовывать дислокации при приложении сравнительно небольших напряжений. Источник Франка-Рида действует следующим образом. Дислокация, находящаяся на плоскости скольжения и закрепленная концами, постепенно загибается под действием равномерно распределенных напряжений в петлю, растущую симметрично. Наконец, обе ее стороны замыкаются, в результате чего образуется замкнутая петля дислокации и новый участок дислокации, готовый снова загибаться и давать новую дислокацию и т. д., что резко снижает напряжение, необходимое для осуществления пластической деформации. Дислокаций при этом образуется чрезвычайно много, например, плотность дислокаций в отожженном металле изменяется примерно от 10 до 10 дислокаций на 1 лl а после пластической деформации она увеличивается примерно до 10 дислокаций на [c.55]

Твердые поверхностные пленки различной толщины на металле неоднозначно влияют на сопротивление ползучести [21]. Это связано с теМ, что в зависимости от толщины пленка может воздействовать на металл двояким образом. Создавая барьер для выхода дислокаций на поверхность, пленка упрочняет металл [19]. В то же время она сама может служить гетерогенным источником дислокаций, действующим при данном напряжении более интенсивно, чем гомогенный источник типа источника Франка—Рида [22]. Интенсивность действия таких источников зависит от разницы модулей упругости пленки и подложки. Чем больше толщина пленки, тем ка большую глубину в подложке сказывается ее действие. [c.66]

Максимальное значение напряжения t для дислокации, закрепленной в точках А и В (AB = L), достигается, как видно из (52), при Rji = Rmm- Для предложенной Франком и Ридом схемы генерации дислокаций (рис. 34) значение Rmin=LI2, в связи с чем касательное напряжение Тф р, необходимое для действия источника Франка — Рида длиной L, т. е. для выгибания дислокационной линии до L/2, [c.66]

Маддин и Коттрелл [2] полагали, что наклеп и полосы скольжения в алюминии, упрочненном закалкой, могут быть объяснены действием источников упрочнения пороги на дислокациях увеличивают напряжение, необходимое для действия источников Франка — Рида. Однако, как уже отмечалось в последнем разделе, более вероятно, что призматические петли являются при- [c.223]

Как известно, критическое напряжение сдвига Гкр, необходимое для активации источника Франка—Рида длиной /, равно т р = Gh/l, где Ь — величина вектора Бюргерса. Силу зеркального отображения, которая действует на дислокацию в точке О на рис. 57, можно выразить в виде F, =Л/25 , где Л = G6/2w для винтовой дислокации и Л = СЬ/2тг(1 — р) для краевой дислокации. Принимая Л — Сй/6, получаем Fj = GbjilS . [c.113]

Вклад в напряжение течения взаимного притяжения дислокаций рассчитали Саада [243] и Гейл [244]. Они нашли, что для данной плотности дислокаций напряжение, необходимое для разрыва дислокационных связей, возникающих вследствие притяжения, сравнимо (или слегка больше) с напряжением, требуемым для действия сегмента сетки как источника Франка — Рида. В этом случае также выполняется уравнение (3.1). [c.101]

Разрушение деталей при эксплуатации, как правило, начинается с поверхности вследствие того, что поверхностные слои оказываются наиболее нагруженными при всех видах напряженного состояния и подвергаются активному воздействию внешней среды. Этому способствуют также облегченные условия пластического течения металла в поверхностном слое по сравнению с сердцевиной детали (облегченный выход дислокаций и вакансий на поверхность, меньше требуется энергии для генерирования дислокаций источниками Франка—Рида) и разупрочняющее действие на металл поверхностного слоя экструзии и энтрузии. [c.4]

Рассмотрим теперь влияние сил изображения на кинетику размножения дислокаций вблизи свободной поверхности. Как уже отмечалось выше, модель источника Фишера [160, 161], построенная с учетом сил изображения, дает величину напряжений срабатывания источника в два раза меньшую по сравнению с источником Франка-Рида в объеме кристалла. Представляет интерес оценить глубину приповерхностного слоя кристалла, на которой могут действовать подобного рода источники. Используем для этого работу [130], в которой было рассчитано наибольшее расстояние s от свободной поверхности, которое позволяет силам изображения активировать закрепленное звено длиной / и при определенных критических условиях превратить обычный двухзакрепленный источник Франка—Рида в два однозакрепленных источника типа источников Фишера (см. рис. 57). [c.113]

Более реалистический подход к решению проблемы упрочнения при дисперсионном твердении основан на предположении, в соответствии с которым модель Орована дает лишь грубую идеализацию действительного положения. Электронномикроскопические исследования показали, что для начальной дислокационной структуры характерно перемещение дислокаций от одной частицы к другой. При нагружении новые дислокации образуются у границ дисперсных частиц, а не источниками Франка — Рида порождаемые петли распространяются затем в матрице. Томас, Наттинг и Хирш [70] обнаружили, что твердые дисперсные частицы инициируют поперечное скольжение. С другой стороны, Митчелл, Митра и Дорн показали, что при низкой температуре в большинстве случаев деформационное упрочнение дисперсионно твердеющих сплавов обусловливается не механизмом Фишера — Харта — Прая (действие обратных напряжений от концентрических плоских петель), а резким увеличением плотности дислокаций в дислокационных сплетениях (клубках). Хотя указанные наблюдения относятся к дисперсионно упроч ненным сплавам при низких температурах, тем не менее можно ожидать, что большинство выводов лишь с незначительными модификациями применимо и к ползучести сплавов. [c.292]

Тогда возможно, что правая и левая части спиралей встретятся в точках С и С (рис. 23, г). При встрече дислокация разделится на две 1) внешнюю, которая замкнется в виде наружной окружности (рис. 23, д), и 2) внутреннюю, которая встанет в исходную позицию ОО. Наружная дислокация разрастается до внешней поверхности кристалла, зерна или блока, в результате чего происходит элементарный акт пластической деформации на величину вектора Бургерса Ь. Внутренняя же дислокация, достигнув опять исходного положения, под действием напряжения 1кр опять выгибается и распространяется так. как описано выше. Критическое напряжение Ткр, при котором источник Франка-Рида начинает генерировать, зависит от расстояния Ь между точками О и О. Так как I = 2г, условием для функционирования источника является [c.373]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...