Краевая дислокация II 249. См. также Дислокации

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]

Переползание краевой дислокации также может осуществляться как серия последовательных смещений [c.125]

В реальном кристалле возможно также образование смешанной (криволинейной) дислокации — сочетания краевой и винтовой дислокаций. [c.471]

Упомянутым выше простым случаям краевой и винтовой дислокаций отвечают прямые линии D, вдоль которых т J Ь или т II Ь. Отметим также, что в изображенной на рис. 22 наглядной картине краевые дислокации с противоположными направлениями Ь различаются тем, что лишняя кристаллическая полуплоскость лежит сверху или снизу от плоскости х, у (о таких дислокациях говорят как о различающихся по знаку). [c.150]

Но при этом необходимо учесть, что движение дислокаций сопровождается, помимо изменения упругой деформации, также и изменением формы кристалла, не связанным с возникновением напряжений — пластической деформацией. Как уже упоминалось, движение дислокаций как раз и представляет собой механизм пластической деформации. (Связь движения дислокаций с пластической деформацией ясно демонстрируется рис. 25 в результате прохождения краевой дислокации слева направо верхняя — над плоскостью скольжения — часть кристалла оказывается сдвинутой на один период решетки поскольку решетка в результате остается правильной, то кристалл остается ненапряженным.) В противоположность упругой деформации, однозначно связанной с термодинамическим состоянием тела, пластическая деформация является функцией процесса. При рассмотрении неподвижных дислокаций вопрос о разделении упругой и пластической деформаций не возникает нас интересуют при этом лишь напряжения, не зависящие от предыдущей истории кристалла. [c.165]

Точечные дефекты и примесные атомы взаимодействуют также и с винтовыми дислокациями. В большинстве реальных кристаллов в силу анизотропии искажения, создаваемые дефектами, являются несимметричными. Это и приводит к взаимодействию их со скалывающими напрял ениями вокруг винтовой дислокации. Таким образом, разница между винтовой и краевой дислокациями в этом от-нощении не так велика, как может показаться сначала. [c.109]

Один из возможных механизмов размножения дислокаций был предложен Ф. Франком и В. Ридом. Действие источника Франка-Рида схематически показано на рис. 3.28. Линия АВ представляет собой краевую дислокацию с закрепленными концами. Хотя дислокационная линия не может оборваться внутри кристалла, она может окончиться в некоторой плоскости, повернув в другом направлении или соединившись в узле с другими дислокациями, проходящими через данную плоскость. Такая ситуация изображена на рис. 3.29. Узлы А и В являются точками закрепления дислокации. Закрепление может также произойти на атомах примеси. [c.110]

Для металлов с г. п. у. решеткой ввиду малого количества возможных систем скольжения наиболее вероятным механизмом разупрочнения является переползание краевых дислокаций. Вероятность действия того или другого механизма разупрочнения (поперечное скольжение винтовых дислокаций или переползание краевых дислокаций) также в значительной мере определяется энергией дефекта упаковки. [c.472]

Типичный вид поверхности разрушения сколом представлен на рис. 5.1, а (см. вклейку). Характерной особенностью скола служит ступенька, являющаяся результатом объединения трещин скола, лежащих на разных уровнях в кристалле. Образование нескольких трещин скола возможно при преодолении трещиной препятствий границ кручения зерен (рис. 5.1, б), винтовых дислокаций, частиц второй фазы, двойников, а также в результате скола по другим плоскостям [385]. На краевых дислокациях и границах наклона не зарождаются новые трещины трещина лишь изменяет свой наклон. [c.190]

Подвижность дислокаций. Было показано, что присутствие окалины или покрытия с хорошей адгезией упрочняет материал, затрудняя выход из поверхности краевых дислокаций [122] и движение пересекающих поверхность винтовых дислокаций [114]. Простой анализ сил реакции показывает, что препятствующее движению дислокаций напряжение, связанное с наличием поверхностной окалины, пропорционально величине (ца—РА)/(ца+р.л) [130], где ца и Ца — модули сдвига окалины и сплава соответственно. Можно было бы ожидать, что напряжение будет притягивающим, если модуль упругости окалины меньше, чем подложки. Однако это обычно не имеет места для окалины, состоящей из оксидов или других коррозионных продуктов. Возможность существования уменьшающих деформацию напряжения подтверждается, например, данными по пластической деформации при комнатной температуре, полученными при исследовании покрытых медью кристаллов цинка [122], окисленных кристаллов алюминия [121], а также окисленных кристаллов [125] и поликристаллов [126] кадмия. Несмотря на отсутствие экспериментальных данных, можно ожидать, что этот эффект распространяется также и на скольжение границ зерен, поскольку такое скольжение (или вращение зерен) связано с образованием поверхностных ступенек. [c.28]

Линейные дефекты решетки имеют малые размеры в двух измерениях и большую протяженность в третьем измерении. Они могут быть сформированы рядом вакансий или межузельными атомами. К таким дефектам относят также краевые и винтовые дислокации. Первые представляют собой края оборванных (лишних) атомных плоскостей, а вторые связаны с закручиванием атомных плоскостей в виде винтовой лестницы. [c.85]

Как и точечные дефекты, дислокации могут перемеш,аться в объеме кристалла. Вдоль лишнего слоя атомов краевая дислокация перемещается лишь благодаря диффузии вакансий и внедренных атомов. В зону сжатия (см. рис. 2.11) преимущественно попадают вакансии, а в зону растяжения — внедренные атомы, которые пристраивается к кромке лишнего атомного слоя. Процесс диффузии протекает во времени, и краевая дислокация как бы переползает из одной плоскости частичного сдвига кристалла в другую. В сплавах типа твердых растворов атомы примесей также благодаря диффузии собираются около дислокаций, образуя облака примесей. Причем в зоне сжатия располагаются атомы примесей с меньшими радиусами, а в зоне растяжения —с большими. [c.85]

Источником зарождения микротрещин в кристаллах служат также скопления дислокаций в плоскостях скольжения перед препятствиями (см. 2.5). Каждая отдельно взятая краевая дислокация может рассматриваться как потенциальный источник образования микро-трещины. Действительно, лишний слой атомов, вдвинутый в кристаллическую решетку, как бы расклинивает ее, вызывая напряженное состояние типа всестороннего растяжения (см. рис. 2.11), которое способствует разрыву межатомных связей н раскрытию микротрещины. В скоплении перед препятствием (рис. 2.42, а) поля напряжений от всех дислокаций суммируются. При значительных внешних касательных напряжениях т число дислокаций в скоплении может стать настолько большим, что растягивающее напряжение в зоне перед препятствием превысит теоретическую прочность кристаллической решетки (см. 2.1), произойдет разрыв межатомных связей и образуется клиновидная микротрещина (рис. 2.42, б). Тогда дислокации в скоплении получат свободу перемещения и часть их, дойдя до края трещины, выйдет на образовавшуюся свободную поверхность, вызвав раскрытие микротрещины в результате сдвига частей кристалла, расположенных выше и ниже плоскости скольжения. [c.117]

Назовем петлей дислокации кривую, ограничивающую замкнутую область, в пределах которой произошло скольжение (т. е. часть твердого тела по одну сторону этой области смещается относительно части по другую ее сторону на вектор смещения Ь). По мере расширения петли под действием приложенного напряжения (см. ниже) область скольжения увеличивается и возрастает величина деформации сдвига. Петля дислокации характеризуется вектором скольжения, или вектором Бюргерса Ь, величина которого квантуется в случае кристалла (вектор Ь может быть равен только векторам решеток Браве). Участок дислокации, перпендикулярный ее вектору Бюргерса, является краевым — его линия дислокации располагается на границе дополнительной полуплоскости (рис. 2.4). Участок дислокации, параллельный вектору Бюргерса, является винтовым при наличии этой дислокации атомные плоскости кристалла искажаются и приобретают форму геликоида, ось которого представляет собой линию дислокации (рис. 2.4). Краевой участок дислокации может перемещаться лишь перпендикулярно самому себе в плоскости скольжения, которая определяется направлением линии дислокации и вектором Бюргерса. Винтовой участок дислокации также перемещается перпендикулярно самому себе, однако теоретически он может скользить по любой атомной плоскости, через которую проходит. Когда петля достигает поверхности кристалла, его части оказываются сдвинутыми друг относительно друга на ступеньку шириной Ь (рис. 2.5). [c.65]

Аналогично взаимной аннигиляции краевых дислокаций путем их переползания [287] поперечное скольжение винтовых дислокаций друг к другу, которое сопровождается их взаимной аннигиляцией, также может приводить к исчезновению препятствий. Следовательно, этот процесс можно рассматривать как процесс возврата, в результате которого движение дислокаций косвенно активируется тепловым возбуждением. Однако в этом случае энтальпия активации зависит от напряжения ( 4.2,4.3). [c.112]

В качестве источников и стоков вакансий могут служить свободная поверхность металла [230]/границы зерен блоков, фаз, поры [64, 124], а также дислокации с краевой компонентой [255]. Формула (1.5) справедлива, если скорость испускания (поглощения) вакансий велика. Но это условие может выполняться для источников (стоков) одного типа и не выполняться для источников другого типа. Поэтому величина может быть разной для одного и того же металла при различных условиях опыта. Так, в мелкозернистых поликристаллах I имеет порядок размера зерна [31]. Для образцов толщиной В несколько миллиметров и более размер Ь совпадает с рассчитанным из плотности равномерно распределенных дислокаций рд Х—р [255]. [c.20]

Если в кристалле имеются примесные атомы, то между ними и краевыми дислокациями также сий (а) п м еждоуТельных атомов существует взаимодействие. Рас- (б) вокруг краевой дислокации творенные атомы занимают либо положения замещения, заменяя [c.109]

Стадийность процесса прежде всего связана с различным типом дефектных структур, самоорганизующихся при обмене системы энергией (и веществом) с окружающей средой. Эволюция дислокационной структуры в процессе деформации монокристаллов с ОЦК-решеткой, детально изученная в работах [35, 148, 216, 235 и др.], связана на различных стадиях со следующими дислокационными структурами стадия I — диполи из краевых дислокаций, винтовые дислокации и скопления дислокаций II — клубки дислокаций, границы ячеистой структуры III — ячеистая структура. Считают, что переход от одной стадии к другой, а следовательно и перестройка дислокационной структуры, связаны с изменением кристаллографии скольжения. В случае поликристаллических материалов также удается выделить эти стадии, в том числе при циклическом нагружении [35, 236, 237]. В работе [235] предложена обобщенная схема деформационного упрочнения поликристаллических ОЦК-металлов и сплавов (рис. 90), отражающая многостадийный и иерархический характер перест- [c.135]

Краевая дислокация может перемещаться также в направлении, пер-пендик> лярном ее вектору Бюргерса. Такое движение сопряжено с перемещением дислокации из одной атомной плоскости в другую, то есть дислокация переползает из одной атомной плоскости в другую. Поскольку такое движение связано с диффузионными процессами, оно происходит достаточно медленно и называется переползанием. [c.52]

Краевая дислокация может перемещаться также в направлении, перпендикулярном ее вектору Бюргерса. Такое движение сопряжено с перемещением дислокации из одной атомной плоскости в другую, то есть ди Jюкa-ция переползает из одной атомной плоскости в другую. Поскольку такое [c.271]

Форма субзерен при высоких температурах деформации является равноосной даже при весьма больших степенях деформации. Механизм сохранения этой равноос-ности очень важный, но еще не совсем ясен. Видимо, большую роль в этом играют процессы диффузионного переползания краевых дислокаций и ступенек краевой ориентации на винтовых дислокациях, а также процессы поперечного скольжения. [c.367]

Для трехстадийной кривой упрочнения монокристаллов с ОЦК-решеткой характерен другой тип дислокационной структуры [9]. На первой стадии деформации образуются скопления из диполей краевых дислокаций. Наряду с диполями наблюдаются и винтовые дислокации, а также небольшие дислокационные сплетения. Накопление таких конфигураций вызывает слабое линейное упрочнение, аналогичное наблюдаемому в ГЦК- и ГПУ-монокристаллах. [c.112]

Влияние полей когерентных искажений на величину приведенного критического напряжения сдвига в двухфазном сплаве рассмотрено также Гляйтером [32]. Следуя изложенным выше этапам и делая различные допущения относительно гибкости дислокаций и процедуры усреднения характеристик расположения препятствий, он получил для гибких краевых дислокаций следующее соотношение [c.103]

Циклический, или обменный, при котором блуждание совершается в результате циклического вращения некоторой совокупности атомов (например, четырех). Такой процесс требует небольшой дополнительной энергии, но имеет малую априорную вероятность. Частным случаем циклического является обменный механизм он заключается в непосредственном обмене местами двух соседних атомов. Такой обмен связан с сильным искажением решетки в месте перехода атомов. Соседние атомы в момент обмена должны раздвинуться, что требует сильного увеличения энергии. Обсуждается также механизм, получивший название краудионный ( rowdion — скопление) в направлении плотной упаковки появляется лишний атом вся конфигурация напоминает краевую дислокацию. Искажение распространяется вдоль линии и энергия смещения атомов мала. [c.93]

В предыдущем исследовании материал рассматривался как имеющий внутренние зоны концентрации напряжений, возникающие из-за неоднородной структуры. Не только сами по себе кристаллы с их анизотропными свойствами, а также дислокации и краевые эффекты, но и включения, раковины и разрывы на поверхности — все это вызывает неравномерность в распределении микронапряжений. Получаемые таким образом результирующие законы концентрации напряжений можно рассматривать как происходящие от экивалентяых пороков характерных размеров, которые оказываются равномерно рассеянными в материале. Можно полагать, что усталостные трещины, длина которых меньше, чем длина эквивалентных пороков, не будут [c.128]

Аккерман [4] высказал несколько предположений о том, как уменьшить имеющееся расхождение. Обычное выражение для скорости рассеяния соответствует рассеянию на винтовой дислокации, перпендикулярной температурному градиенту, и содержит множитель, происходящий вследствие усреднения по случайному расположению дислокаций. Аккерман, следуя Шоеку [206], предложил другую процедуру усреднения, которая учитывает реальную общую длину дислокационных линий в объеме, где они расположены случайно. Это увеличивает множитель, возникающий при усреднении, почти в 3 раза. Он также показал, что скорость рассеяния на краевой дислокации с той же самой величиной вектора Бюргерса составляет 13/8 ее величины при рассеянии на винтовой дислокации. Если вектор Бюргерса ориентирован случайно относительно дислокационной линии, то число краевых дислокаций и число винтовых удваивается, так что общая скорость рассеяния в 1,4 раза больше, чем в случае, когда все дислокации винтовые. Учитывая оба эти эффекта, расхождение мон<но уменьшить примерно в 2 раза даже без учета возможной неточности определения числа дислокаций из других экспериментов. [c.244]

Границы блоков, как и границы кристаллических зерен, можно считать поверхностными дефектами кристаллической решетки. Они также взаимодействуют с краевыми дислокациями и препятствуют их движению. Например, если две дислокации одного знака находятся в одной плоскости скольжения и одна из них входит в состав дислокационной стенки (рис. 2.16, а), то при их взаимодействии возникает сила отталкивания, обратно пропорциональная расстоянию г. При г > Н к этой силе добавляются составляющие сил отталкивания от соседних дислокаций в стенке. При г < Н эти составляющие меняют знак, что несколько уменьшает силу отталкивания между стенкой и подвижной дислокацией. Если подвижная дислокация находится в плоскости скольжения, проходящей между дисло- [c.87]

Принс и Вильсдорф [130] рассмотрели взаимодействие двух одинаковых дислокаций (винтовых или краевых), лежащих в параллельных плоскостях скольжения, которые пересекают свободную поверхность под некоторым углом а (рис. 63, а). Они рассчитали приведенное напряжение сдвига, необходимое для проталкивания дислокации N 2 сквозь поле напряжений от дислокаций N"1 (как известно, этот случай обычно рассматривают в качестве основной модели деформахщонного упрочнения на I стадии). Полученные данные представлены на рис. 63, б-д. Из них видно, что напряжение, требуемое двум с одинаковым знаком краевым дислокациям (рис. 63, б), для того, чтобы пройти мимо друг друга вблизи свободной поверхности, всегда меньше по сравнению с аналогичной ситуацией в объеме кристалла (напряжения проталкивания в объеме на всех рис. 63, б д отмечены пунктирной линией) и является функцией угла а. Для положительных углов а напряжение, необходимое для проталкивания двух краевых дислокаций противоположного знака мимо друг друга вблизи свободной поверхности намного больше по сравнению с объемом кристалла и возрастает с ростом а. (рис. 63, в). Из рис. 63, г, д также видно, что для винтовых дислокаций напряжения проталкивания всегда меньше у поверхности, чем в объеме кристалла. [c.112]

Вследствие низкой скорости винтовых дислокаций и высокой скорости нагружения в течение первых циклов успевают достичь поверхности и выйти из монокристалла лишь единичные краевые дислокации, что приводит к незначительной микропластической деформации. С увеличением числа циклов микрадеформация не изменяется, по-видимому, в связи с низкой активностью источников, пока не вступит в действие вторичная система скольжения и не реализуется механизм размножения дислокаций двойным поперечным скольжением [166] или механизм Такеучи [264], что приводит к резкому возрастанию плотности дислокаций и интенсивному развитию скольжения. Этому периоду соответствует увеличение неупругой деформации. Появление в структуре монокристалла дислокаций нескольких систем скольжения способствует их взаимодействию и перераспределению с образованием субструктуры, что наблюдалось рентгенографически для кристаллов ориентировки 2 [139]. Этот процесс фактически является процессом разупрочнения и также способствует возрастанию неупругой деформации. [c.129]

На недостаточность рассмотрения только одного размерного фактора при определении принадлежности системы к наномиру было отмечено в ряде работ [8-12]. М.И, Алымовым обращено внимание на тот факт, что при идентификации НСМ следует учитывать, кроме размерного фактора, также и состояние границ раздела с учетом плотности дислокаций. Сделан вывод, что к НСМ следует отнести только материалы с больщеугловыми границами [8,9]. И.Д. Морохов и др. [10] относят к НСМ материалы, у которых наибольший размер одного из структурных фрагментов меньще либо равен размеру, характерному для физического явления, например для прочностных свойств - размер бездефектного кристалла, для магнитных свойств - размер однодоменного кристалла для электропроводности - длина свободного пробега электронов. По физической классификации наноматериалов предельные значения размеров структурных элементов различны для разных свойств и материалов [10]. В табл. 5.1. приведены расчетные значения размеров частиц и зерен, в которых отсутствуют призматические дислокационные петли и краевые дислокации. Экспериментальные исследования структуры малых частиц методами просвечивающей электронной микроскопии показали отсутствие в них дислокаций. [c.150]

Для винтовых дислокаций, преодолевающих частицы по механизму Орована или поперечным скольжением, предполагаем, что при постоянном напряжении их средняя скорость также постоянна onst. Краевые дислокации могуг преодолевать дисперсные частицы путем ло- кального климба [224], обусловленного уменьшением химического по- [c.245]

Причиной сдвиговой деформации кристалла может быть также переползание одинакового числа краевых дислокаций противоположных знаков, обменивающихся вакансиями при постоянном полном объеме. Деформация чистого сдвига, которая в этом случае происходит в результате увеличения площади дополнительных полуплоскостей одного семейства дислокаций за счет сокращения площади дополнительных полуплоскостей другого семейства (рис. 2.15,б), может быть выражена в форме (2.70). Поэтому уравнение Орована справедливо как в случае скольжения, так и в случае переползания дислокаций. [c.78]

Если гомологическая температура, при которой происходит деформация, выше - 0,4, на первый план выступает динамический возврат, который при низких гомологических температурах (а также при высоких скоростях деформации) играет незначителЫ1ую роль. Динамический возврат в значительной мере компенсирует зависимости от температуры и скорости деформации) деформационное упрочнение. Возврат при пластической деформации может осуществляться разными механизмами. Основными из них, по-видимому, являются некоисервативное движение (переползание) и аннигиляция краевых дислокаций, зависящие от диффузии, которая может происходить либо в объеме (высокие гомологические температуры), либо вдоль ядер дислокаций (низкие гомологические температуры) Аннигиляция винтовых дислокаций происходит путем поперечного скольжения. По современным представлениям, поперечное скольжение определяет скорость возврата при скольжении (гл. 2). Неконсервативное движеще краевых дислокаций само может вызвать плас- [c.15]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...