Точки закрепления дислокаций

Для начала работы источника Франка—Рида необходимо приложить напряжение т = Gb/L, где L — расстояние между точками закрепления дислокации А и G — модуль упругости при сдвиге Ь — вектор Бюргерса. [c.46]

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]

Это хорошо согласуется с более сильной блокировкой дислокации конденсированной атмосферой по сравнению с разбавленной. Таким образом, при распределении Ферми — Дирака число примесных атомов в атмосфере должно увеличиваться с удалением от центра дислокации. Интересным в связи с этим является вопрос о степени вероятности нахождения примесного атома непосредственно в ядре дислокации. Как было показано [И, с. 298], с учетом отрицательного изменения при деформационном старении энтропии (во всяком случае для твердых растворов замещения) вероятность нахождения примесных атомов в ядре меньше, чем вне его —в атмосфере. Это связано с тем, что при размещении атома в ядре дислокации происходит настолько заметное уменьшение энтропии системы, что делает подобное размещение термодинамически маловероятным. Со снижением температуры и уменьшением вклада энтропии в изменение свободной энергии становится возможным нахождение примесных атомов как в ядре, так и в атмосфере. Однако в первом случае концентрация их меньше, что дает два значения расстояний между точками закрепления дислокаций — больше для ядра и меньше для атмосферы. Этот весьма интересный вопрос с точки зрения теории и практики деформационного старения требует дальнейших исследований. [c.34]

Под действием приведенного напряжения сдвига т дислокационные сегменты, подобно упругой струне, изгибаются и на каждую точку закрепления действует сила, обусловленная линейным натяжением соседних сегментов. Эту силу можно разложить на две составляющие силу f , направленную вдоль линии дислокации, и силу Fх, нормальную к линии дислокации начального ее положения. Выражения для F и F были получены Бауэром [14] в следующем виде [c.166]

В данной модели предполагается, что до отрыва дислокационных петель от слабых точек закрепления движение всех ее сегментов происходит обратимо за каждый полупериод знакопеременного напряжения. Это возможно в том случае, если при движении дислокационные сегменты в первую четверть периода, соответствующего росту внешнего напряжения, не встречают иа пути препятствий, которые могли бы закреплять их при обратном движении во вторую четверть периода, соответствующего уменьшению внешнего напряжения. При снятии внешней нагрузки дислокационные сегменты возвращаются в исходное положение. Последнее предположение не означает, что в плоскостях скольжения дислокаций отсутствуют препятствия, которые могут закреплять их при обратном [c.169]

Декремент внутреннего трения. При отрыве дислокационной петли от слабых точек закрепления дислокационная деформация сильно возрастает, причем этот рост происходит очень быстро. Величина дислокационной деформации определяется площадью, которую заметает дислокация при своем движении в плоскости скольжения. Для оторвавшейся от точек закрепления дислокационной петли Ljv эта деформация может быть выражена соотношением i[13J [c.170]

При напряжениях ниже уровня барьеров (т<то) наличие точечных дефектов кристаллической решетки и связанных с ними короткодействующих полей напряжений приводит к закреплению дислокаций у этих точек. Потенциальный барьер в точке закрепления U(x) может преодолеваться при напряжениях ниже уровня барьеров [42, 160, 164] за счет энергии термической флуктуации. Следовательно, вероятность отрыва дислокации пропорциональна вероятности появления термической флуктуации энергии величиной выше U (т). Частота такой флуктуации [128] [c.28]

Действительно, движение участка дислокационной линии можно рассматривать как перемещение с некоторой максимальной скоростью для данного уровня нагрузки Уо(т) в области совершенной кристаллической решетки между точками закрепления (приложенное напряжение достаточно для того, чтобы дислокация преодолевала барьеры на ее пути без существенных задержек) и остановку на некоторое время у этих точек (приложенное напряжение недостаточно для атермического преодоления потенциального барьера у этой точки, и недостающая энергия обеспечивается за счет энергии термических флуктуаций, ожидание которых и определяет время задержки) [163]. Тогда средняя скорость движения дислокаций будет [c.30]

Первое слагаемое в знаменателе определяет время прохождения дислокацией единичного пути при отсутствии точек закрепления, второе — общее время ожидания термической флуктуации энергии V %) у точечных препятствий (с — концентрация, точек закрепления). [c.30]

II I III IV термических флуктуаций, сообщающих дислокациям недостающую энергию для преодоления определенного типа потенциальных барьере ров у точек закрепления. [c.138]

Кроме воздействия на пластические свойства и предел ползучести скопления вакансий, возникающих при облучении быстрыми нейтронами, могут вызывать довольно значительное увеличение объема [5] при образовании вакансионных пор, которые можно наблюдать с помощью электронного микроскопа. На рис. 8.2 показано увеличение объема, которое наблюдалось в аустенитной стали 316 и сплавах типа PE Q. Этот эффект можно воспроизвести в ускорителях, и если допустить, что эффекты от обоих видов облучения одинаковы, то при эквивалентном числе смещений на 1 атом можно сделать выводы о распухании материалов активно зоны реакторов на быстрых нейтронах. На рис. 8.3 показана зависимость увеличения объема от температуры для образцов, облученных в ускорителях. Холоднодеформированный материал менее склонен к распуханию, чем отожженный, вероятно, вследствие ограничивающего действия закрепленных дислокаций на переме- [c.95]

ГГ. 3. в твёрдом теле зависит от кристаллич. состояния вещества (в монокристаллах коэф, П. з. обычно меньше, чем в поликристаллах), от наличия дефектов и примесей, от предварит, обработки, к-рой был подвергнут материал (для металлов — ковка, прокат, отжиг, закалка) и т. и. Внутр. трение в кристаллах при комнатной темп-ре сильно зависит от наличия дислокаций. Под действием звука в кристалле возникают переменные упругие напряжения, к-рые возбуждают колебат. движения дислокаций. Взаимодействие этих колебаний с фононами решётки приводит к дополнит. П. 3. Различаются три осн. механизма дислокац, П. з. струнный, при к-ром дислокация рассматривается как струна длиной I, закреплённая в двух точках и колеблющаяся под действием звука в вязкой среде (рис. 6,а) гистерезисный, обусловленный отрывом дислокаций от их точек закрепления при больших амплитудах колебаний (рис. 6, б, в) релаксационный, связанный [c.658]

ЭМИССИЯ акустическая — излучение упругих вом, возникающее в процессе перестройки внутренней структуры твёрдых тел. Э. появляется при пластич. деформации твёрдых материалов, при возникновении и развитии в юа дефектов, напр, при образовании трещин, при фазовых превращениях, связанных с изменением кристаллич. решётки, а также при резании твёрдых материалов. Физ. механизмом, объясняющим ряд особенностей Э., является движение в веществе дислокаций и их скоплений. Неравномерность, прерывистость дислокационных процессов, связанных с отрывом дислокаций от точек закрепления, торможением их у препятствий, возникновением и уничтожением отд. дислокаций, является причиной, обусловливающей излучение волн напряжения, т, е. Э, Соответственно акустич. Э. имеет взрывной , импульсный характер длительность импульса может составлять 10 — 0 с, энергия отд, импульса—от 10 до 10 Дж. [c.612]

Строение внутри фрагмента представляется как ячейка пространственной сетки дислокаций, закрепленных в вершине ячей ки. При этом средняя длина I свободных отрезков дислокаций, т. е. расстояние между точками закрепления, может несколько отличаться от среднего диаметра ячейки, так как положение изображения дислокации на электронномикроскопическом снимке не совпадает с истинным ее положением. Оценка величины I [c.272]

Методом контроля склонности стали к деформационному старению служит запись диаграммы кривой растяжения. Кривая растяжения должна быть плавной, со слабым деформационным упрочнением и не иметь площадки или зуба текучести (рис. 10.1). Наличие последних указывает на то, что в стали прошло деформационное старение, причиной которого является закрепление дислокаций твердого раствора атомами внедрения [c.287]

Рис. 7.13. Дислокация, закрепленная в точках РР (а) растяжение закрепленной дислокации (б)

Если охлаждение проводится очень медленно или если сплав выдерживается некоторое время при постоянной температуре в интервале превращения, степень превращения при последующем охлаждении может уменьшиться. Это явление, называемое стабилизацией, наблюдается в большинстве материалов на железной основе. Выдержка при постоянной температуре в интервале превращения обычно приводит к полному подавлению превращения при последующем охлаждении вплоть до того момента, пока не будет достигнуто определенное переохлаждение. Стабилизация была обнаружена также и при выдержке при температуре выше Ms, однако этот эффект установлен не столь определенно. Явление стабилизации частично может быть связано с релаксацией напряжений вокруг существующих пластин, однако временная и температурная зависимость эффекта указывают на его аналогию с явлением деформационного старения. Сегрегация растворенных атомов на потенциальных местах образования зародышей мартенсита может привести к тому, что в определенных условиях эти места окажутся неэффективными с другой стороны, закрепление дислокаций в матрице может препятствовать превращению по той причине, что оказывается затрудненной аккомодация матрицей изменения формы при превращении. [c.329]

Основная причина пластифицирования — взаимодействие дислокаций со свободной поверхностью кристалла.. Будучи термодинамически неустойчивым дефектом (благодаря избыточной свободной энергии), дислокации стремятся выйти на поверхность. В эффекте пластифицирования значительная роль принадлежит поверхностным (имеющим одну точку закрепления) источникам дислокаций, напряжение начала работы которых значительно ниже, чем у источников с двумя точками закрепления. [c.45]

В ряде работ [7, 14] физический предел выносливости рассматривается как результат проявления динамического деформационного старения. С точки зрения Дж. К. Леви [20], в условиях циклического деформирования при комнатной температуре наблюдается относительно медленное, но эффективное закрепление дислокаций в результате динамического деформационного старения. В этом случае накопление усталостного поврежде-ния и деформационное старение рассматриваются как конкурирующие процессы. Предполагается, что при циклическом нагружении выше предела вьшосливости интенсивность повреждения больше интенсивности упрочнения, обусловленного динамическим деформационным старением. Было предположено, что кривая усталости стали, склонной к деформационному старению, лежит между кривой усталости нестареющей стали и кривой усталости стали, полностью состаренной перед испытанием (рис. 5.2), Возможность развития деформационного старения при напряжениях, близких к пределу усталости, обусловлена тем, что в процессе циклического нагружения углеродистых сталей при указанных напряжениях (даже при напряжениях ниже предела усталости) наблюдается локальная пластическая деформация. Наличие этой деформации, значительная длительность испытания на уровне напряжений, близких к пределу усталости, возможность температурных пиков в местах локальной пластической деформации и, наконец, влияние самого процесса циклического [c.159]

Особенность закрепления приповерхностных источников дислокации (имеющих одну точку закрепления), у которых критическое напряжение начала их работы значительно ниже, чем у источников в объеме (имеющих две точки закрепления) [31,9]. Так, в случае без дислокационных кристаллов кремния критическое напряжение сдвига в приповерхностных слоях на 1,5-2 порядка ниже, чем в объеме материала [48, 56]. [c.168]

При искривлении линии дислокации от положения а до б касательное напряжение растет и в положении б достигает критического значения Ткр. Дальнейшее выгибание дислокационной линии может происходить при напряжении, меньшем Ткр, так как радиус кривизны увеличивается. При этом на участках дуги вблизи точек закрепления линейная дислокация переходит в винтовую, так как направление сдвига становится параллельным линии дислокации петля выпучивается и образует спирали вокруг точек D й [c.115]

Выполненное в данной работе экспериментальное исследование подтвердило, что деформационное старение состоит, по-видимому, в увеличении числа точек закрепления дислокаций примесными атомами, в связи с чем наблюдается отмеченное повышение микротвердости в течение первых часов старения и увеличение полуширины рентгеновских линий. При дальнейшем старении происходит укрупнение вторичных фаз карбидов МеС и МвгзСй, проиллюстрированное данными электронно-микроскопического исследования при этом наблюдается второй пик микротвердости и микронапряжений (старение до 5 ч). С увеличением степени деформации от 1 до 5% скорость протекания процессов деформационного старения повышается. [c.66]

Торможение перемещения дислокаций 257 Точ1 а температурная критическая 263 Точки закрепления дислокаций 245 Трение внутреннее материала 153, 155, [c.830]

Отсутствие непрерывности в распределении атмосфер примесных атомов вдоль линии дислокации приводит к выводу о наличии предпочтительных мест для сегрегации. Но весьма мало вероятно, что указанные места равномерно (через примерно одинаковые промежутки) располагаются вдоль дислокационной линии. Поэтому следует предположить неравномерное распределение точек закрепления дислокации. Тип такого распределения обсуждался Алефельдом [10] и Бауэром [9], которые из условия получения максимума вибрационной энтропии пришли к выводу, что нахождение примесных атомов более вероятно у узлов дислокационной сетки. Увеличение длины дислокационного сегмента с удалением от неподвижного узла описывается законом экспоненты, причем с увеличением указанное увеличение с происходит более заметно [9]. [c.35]

Сопоставление результатов электронномикроскопического исследования с результатами механических испытаний показывает, что явления, происходящие при пластической деформации углеродистых сталей в интервале температур динамического деформационного старения — повышение прочности, снижение пластичности и вязкости, прерывистый ход пластического течения и др., связаны с резким увеличением общей плотности дислокаций в процессе деформации, а также с характером распределения дислокаций. Деформация при температурах динамического деформационного старения благодаря динамической блокировке дислокаций примесными атомами непосредственно в процессе деформации создает такие дислокационные конфигурации, которые являются эффективными препятствиями для других движущихся дислокаций. Поэтому деформация в интервале температур динамического деформационного старения приводит на, первый взгляд к аномальному изменению свойств. При более низких и более высоких температурах деформации таких дислокационных конфигураций не образуется, общая плотность дислокаций оказывается значительно меньше, аномального изменения свойств не наблюдается. Следует иметь в виду, что число дислокаций, уходящих из образца в процессе изготовления фольги, по-видимому, зависит от температуры деформации и степени блокировки дислокаций. Уход дислокаций, заблокированных атмосферами Коттрелла, более затруднен, чем незаблокированных. Г. А. Береснев, Л. Г. Орлов и В. И. Саррак [408, с. 738] прямым электронномикроскопическим наблюдением за движением дислокаций в фольге технического железа установили, что уменьшение плотности точек закрепления дислокаций увеличивает их подвижность и облегчает уход из образца. [c.291]

Интенсивность микропластической деформации на этой стадии циклического деформирования в приповерхностных слоях металла выше, чем во внутренних объемах. Об этом свидетельствуют данные рентгеноструктурного анализа с использованием послойного удаления металла и сравнения плотности дислокаций в объеме и в приповерхностных слоях металла. Причина такого поведения связана с рядом факторюв особенностью закрепления приповерхностных источников дислокаций (имеющих одну точку закрепления), у которых критическое напряжение начала их работы значительно ниже, чем у источников в объеме наличием в поверхностном слое более грубой, чем в объеме, дислокационной сетки Франка (в этом случае для генерирования дислокаций требуется меньшее напряжение) наличием поверхностных коицен-граторов напряжений различием скоростей движения дислокаций у поверхности и внутри металлов и т.д. Есть данные, что стадия циклической микро-текучести может не наблюдаться при испытаниях на усталость с постоянной амплитудой пластической деформации за цикл. [c.24]

Движение перегиба (ступеньки) вдоль дислокации (рис. 69 и 70) на одно межатомное расстояние является элементарным актом скольжения дислокации. Перемещение дислокационной линии из начального АВ в конечное D состояние, отстоящее от начального на АС= =ВВя Ь, может осуществляться серией последовательных перемещений (дрейфа) перегиба EF. Элементарный акт такого смещения — перемещение EF в положение E F при EE =FF =b (см. рис. 69). Механизм размножения дислокаций благодаря работе источника Франка—Рида состоит из выгибания дислокаций между точками закрепления, рождения петель и т. д., т. е. состоит из последовательных актов рождения новых перегибов на дислокации. Движение церегиба, как и движение иця-молинейных дислокаций в плоскости скольжения, требует преодоления некоторого энергетического барьера, называемого обычно вторичным пайерлсовским Еп2. Расчеты и эксперимент показывают, что перемещение перегиба происходит значительно легче, чем движение всей [c.124]

Изучение внутреннего трения, проведенное на монокристаллах меди [7, 71, 76—78] после облучения нейтронами или электронами, определенно показывает, что излучение вызывает упрочнение материала. Уменьшение внутреннего трения, как полагают, является следствием закрепления дислокаций под действием излучения. Барнес [8] считает, что поскольку уменьшение внутреннего трения одинаково после облучения нейтронами или у-излучением, а также после закалки, то определяющим фактором являются вакансии. [c.267]

В первом приближении развитие процессов деформационного старения состоит в увеличении числа точек закрепления дислокационной линии прит месными атомами и увеличении количества этих атомов в районе точек закрепления. В образцах, растянутых на 5 и 1 % со скоростью 1000 мм/ч, деформационное старение протекает наиболее интенсивно и его механизм заключается, очевидно, только в сегрегации примесей, т. е. старение протекает в одну стадию. Деформирование же стали с меньшими скоростями (0,14 и 140 мм/ч) вносит меньшее количество свежих дислокаций, тем самым создавая условия для протекания второй стадии старения —образования тонкодисперсных выделений второй фазы в местах скопления примесных атомов. Рассматриваемая система при этом будет обладать более высокой свободной энергией, чем при выделении на дислокациях. Следовательно, старение при 650° С должно приводить к растворению матричных выделений и дополнительной сегрегации их на дислокациях. [c.210]

Дальнейшее снижение внешней нагрузки до уровня Тз, соот-ветств5/юш,его сопротивлению, которое преодолевает дислокация при движенпи между точками закрепления (в области основного влияния дальнодействующих полей напряжений), ведет к резкому снижению скорости движения дислокации вследствие малой вероятности термоактивируемых процессов преодоления барьеров на ее пути. [c.29]

Начальный участок кривой e t) при напряжениях и температурах, соответствующих преобладающей роли процессов термоактивируемого преодоления препятствий на пути движения дислокации, связан с изменением плотности подвижных дислокаций Lh Скорость изменения пропорциональна общему числу закрепленных дислокаций Ls и вероятности появления флук- туации энергии f/(T), достаточной для отрыва дислокации от точки закрепления. Учитывая вероятность обратного перехода — закрепления дислокаций — с энергией активации U (т), получаем [c.37]

Рис. в. Положение дислокационной линии под действием механических напряжений в звуковой волне а — струна длиной I колеблется в вязкой среде бив — отрыв дислокаций от точек закрепления при бо.чъших амплитудах механических напряжений. [c.658]

При микроскопическом анализе указанного типа неустойчивости тела под нагрузкой в простейшем случае рассматривается "переход" закрепленных дислокаций в подвижные, обусловленный действием внешних сдвиговых напряжений [146]. Процесс раскрепощения дислокаций сказывается на макроскопических свойствах кристалла, а именно на его упругих свойствах. Считая, что в данном случае происходит фазовый переход II рода, в качестве параметра порядка выбирают число подвижных дислокаций п. В упругой области (высокосимметричная фаза) и = О, в то время как в пластической (низкосимметричная) л > 0. Тогда термодинамический потенциал тела с п подвижными дислокациями записывается в виде [146] [c.88]

Линии дислокаций между узлами пространственной сетки стремятся выпрямиться, чтобы уменьшить потенциальную энергию, связанную с искажениями кристаллической решетки. Поэтому можно говорить оТнекотором линейном натяжении дислокации, численно равном потенциальной энергии U, приходящейся на единицу ее длины. При действии "вХ плоскости скольжения внешнего касательного напряжения т линия дислокации между точками закрепления А и В выгибается по дуге радиуса г = Ul xb) (рис. 2.17, а, позиция 1). [c.88]

При т > Tjtp + равновесие линии дислокации становится невозможным и она расширяется в виде двойной спирали, закрепленной в точках А н В (позиции 2—4). Ее краевые компоненты стремятся двигаться в направлении вектора Ь, а винтовые — расходятся перпендикулярно к нему. Благодаря закреплению в точках А и В при движении винтовых компонентов возникнут участки с ориентацией, соответствующей краевой дислокации обратного знака (сечение 3 на рис. 2.17, б). Так как за пределами отрезка АВ один слой атомов над плоскостью скольжения продвинулся в направлении т, то оказавшийся лишним слой атомов под этой плоскостью начинает двигаться в обратном направлении. Краевые компоненты обратного знака около точек закрепления переходят в винтовые компоненты (позиция 4 на рис. 2.17, а), которые сближаются между собой. В результате образуется замкнутая петля линии Дислокации (позиция 5), продолжающая расширяться (сечение 5 на рис. 2.17, б), а оставшийся между точками закрепления А и В участок дислокации повторяет описанную эволюцию, которая характеризует работу генератора петель дислокаций, получившего название источника Франка — Рида. [c.89]

Для закрепления дислокаций используют все средства создания эффективных барьеров легирование, повьпыение плотности дислокаций, вьщеле-ние дисперсных частиц вторичных фаз. Наиболее благоприятную структуру, с точки зрения упругих свойств, формирует термомеханическая обработка. Ее уепешЯо применяют для всех пружинных сплавов. [c.347]

В последние десятилетия был рассмотрен ряд динамических моделей микронеоднородностей среды, приводящих к таким зависимостям. Одна из наиболее известных - струнная модель Гранато-Люкке [Ультразвуковые..., 1963], основанная на рассмотрении последовательного отрьша дислокации от точек закрепления эта модель приводит к зависимости типа изображенной на рис. 1.2,в. Более сложные модели, учитьшающие беспорядочное распределение точечных дефектов вдоль дислокационных линий, приводят к следующим выражениям для коэффициентов внутреннего трения и относительного изменения модуля Юнга Е в зависимости от амплитуды гармонической во времена деформации s [Упьтр -звуковые..., 1963] [c.28]

Скалывающее напряжение в, плоскости поперечного скольжения может действовать так, что сдвинет соединяющий сегмент против движения исходной дислокации. Если закрепление порогов по этим причинам довольно сильно, то предел текучести будет опреде ляться напряжением, необходимым для изгиба дислокации между точками закрепления. Это можно видеть из рис. 6, 2, на котором винтовая дислокация закреплена сидячими дислокационными петлями. Таким образом, ожидается, что предел текучести сначала увеличивается, когда число порогов возрастает за счет конденсации вакансий, и уменьшается, когда пороги исчезают при, последующей конденсации вакансий. Максимальное уп-. рочнение ожидается, когда ширина порога приблизительно равна расстоянию между ними. Следовательно, [c.244]

Действие источника переползания, механизм которого впервые предложили Бардин и Херринг [8], до некоторой степени аналогично действию источника скольжения, предложенному Франком и Ридом [9]. Возникающая дислокация, закрепленная на концах, двигается в плоскости, перпендикулярной вектору Бюргерса, т. е. переползанием за счет конденсации вакансий, в то время как в случае источника Франка—Рида движение осуществляется в плоскости, содержащей вектор Бюргерса. Так как винтовые дислокации при переползании превращаются в геликоидальные, как было показано выше, только краевые дислокации могут действовать как источник посредством расширения в плоскость переползания за счет сверхравновесных вакансий. Этот процесс схематично представлен на рис. 4, где лишняя полуплоскость той же дислокации удаляется за счет конденсации вакансий. Бардин и Херринг не рассматривали природу точек закрепления дислокационного источника, очевидно, этот источник мо- [c.273]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...