Упругие деформации при наличии дислокации

Упругие деформации при наличии дислокации [c.149]

S 27] УПРУГИЕ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ НАЛИЧИИ ДИСЛОКАЦИИ 153 [c.153]

УПРУГИЕ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ НАЛИЧИИ ДИСЛОКАЦИИ 155 Задачи [c.155]

Центры гетерогенного зарождения в случае некогерентных и когерентных выделений могут быть различными. В первом случае превалирующее значение имеет выигрыш в поверхностной энергии и подходящим местом для гетерогенного образования зародыша может явиться граница зерна или поверхность включений. Для когерентного выделения решающее значение будет иметь уменьшение энергии упругой деформации. При наличии искажений постоянная решетки различна в различных участках твердого раствора и в одних участках соответствие с решеткой выделения будет больше, чем в других. Центрами внутренних напряжений (искажений), в частности, служат дислокации они могут быть благоприятными центрами возникновения когерентных выделений. [c.176]

Энергия дислокации обусловливается упругими деформациями кристалла при ее зарождении. Наличие дислокаций увеличивает энергию кристалла. Наряду с этим кристалл с дислокацией менее [c.14]

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]

Барьерный эффект упрочнения при наличии твердых покрытий для случая монокристаллов рассмотрен в ряде работ [131, 132, 136]. В частности, на легкость прохождения дислокаций из подложки в пленку и на их подвижность в приповерхностном слое влияют следующие факторы [131, 132] структура пленки, ее прочность, толщина и адгезия пленки и кристалла-основы различие упругих модулей кристалла-основы и пЛенки влияние кристаллического строения пленки и кристалла-основы влияние поверхностных повреждений, вызванных растрескиванием пленки дислокационная структура и деформация кристалла-основы разупрочняющий эффект поверхностных пленок. [c.189]

Из физики металлов известно, что при неравномерном распределении механических напряжений сжатые области кристаллической решетки металлов вследствие перераспределения электронов заряжаются положительно, а растянутые — отрицательно. Поэтому, например, при изгибе образца металла в упругой области растянутая сторона заряжается отрицательно, вследствие чего адсорбция анионов на ней затрудняется, а катионов— облегчается. При пластической деформации металлов в кристаллической решетке образуются линейные дефекты — дислокации, сжатая часть которых заряжена положительно, а растянутая—отрицательно. Поэтому при наличии пластической деформации облегчается адсорбция и катионов, и анионов. [c.82]

Дислокация всегда вызывает в окрестностях изгиб плоскостей кристаллической решетки (см. рис. 61, б и 78) поэтому при наличии тесно расположенных дислокаций одного знака плоскости решетки оказываются изогнутыми, как показано на рис. 95. Это приводит к увеличению энергии упругой деформации, которая одновременно уменьшается благодаря перегруппировке дислокаций. Дислокации в результате этого оказываются сосредоточен- [c.111]

Согласно современным физическим воззрениям при рассмотрении в рамках теории упругости и теории пластичности тел, содержащих дислокации, необходимо особое внимание уделить анализу деформаций и энергетических изменений, связанных с наличием дислокаций. [c.81]

Если внешнее напряжение меньше критического, деформация сдвига, являющаяся результатом перемещения линии дислокации, обратима оиа исчезнет при снятии нагрузки. Таким образом, наличие источников несколько понижает модуль сдвига материала. Такое понижение упругих постоянных в результате пластической деформации, увеличивающей число дислокаций, наблюдается в действительности. [c.149]

Другая причина эффекта Баушингера — неупругость. Это свойство металла рассеивать запасаемую в процессе деформации энергию при упругом деформировании. Неупругость связана с тепловыми проявлениями, которые являются следствием того, что под действием упругих сжимающих напряжений происходит быстрое повышение температуры металла, а в зоне растягивающих напряжений — понижение ее. Благодаря флуктуации теплового движения, наличию концентрации напряжений всегда возможно перемещение дислокаций с возникновением новых зон локального растяжения и [c.235]

Колебательные движения происходят в пределах упругих деформаций микронеровностей поверхности. Однако наряду с упругими деформациями в локальных областях при наличии дислокаций имеют место субмикроско-пические необратимые деформации и изменение структуры материала. Активизация этих областей вызывает химические реакции с окружающей средой. Трибохимические реакции имеют специфические отличия от обычных окислительных процессов на поверхности. Изнашивание при фреттинг-коррозии - усталостное разрушение поверхностных слоев мате- [c.165]

Переход от упругой деформации к пластической в монокристалле происходит резко. Предел текучести имеет физический (не просто феноменологический) смысл. При этом нарастание сопротивления начальным пластическим деформациям очень невелико, практически равно нулю именно поэтому в ряде случаев имеется плош,адкатекучести. С увеличением пластических деформаций происходит затормаживание их роста вследствие наличия дефектов, пре-пятствуюш,их перемещению дислокаций (упрочнение). Сопротивление пластическим деформациям с возрастанием нагрузки всегда повышается что же касается модуля упрочнения, т. е. то за пределами площадки текучести с увеличением напряжений величина его уменьшается. При возрастании внешних сил пластическая деформация может перейти в процесс разрушения. Разрушение может наступить после значительных пластических деформаций и при достаточно высоких напряжениях. В этом случае говорят, что материал обладает большой пластичностью и высокой прочностью. [c.254]

Наличие в металле ячеистой незамкнутой дислокационной структуры способствует рассеиванию подводимой упругой энергии без нарушения сплошности вследствие зарождения и движения дислокаций в пределах ячейки и их ухода в субграницу. Процесс этот энергетически выгоден, так как в соответствии с соотношением (157) уход дислокаций в субграницу уменьшает запасенную энергию упругой деформации. Этот процесс упорядочения дислокационной структуры, обеспечиваюш,ий поддержание низкой плотности дислокаций в теле ячеек (близкой к исходной) является самоорганизующимся процессом, протекание которого возможно в результате особой дислокационной диссипативной структуры, являющейся оптимальной для данной стадии деформирования вплоть до достижения критической плотности дислокаций в субграницах. Предельная разориенти-ровка в субграницах, близкая к разориентировке зерен поликристалла, достигается при критической плотности [c.108]

Для объяснения перечисленных особенностей необходимо проанализировать условия реализации сдвигового механизма превращения аустенита. Классические концепции мартенситного превращения [3] основываются на представлениях об упругой среде, наличие которой необходимо для когерентного сопряжения кристаллитов. Когерентный рост мартенситных пластин сопровождается упругой деформацией матрицы (упругой энергией), для компенсации которой необходимо значительное переохлаждение ниже равновесной температуры. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о возможности осуществления превращения сдвигового типа при высоких температурах, в условиях низкой упругости среды и большой-скорости релаксации упругих напряжений. Зародыши новой фазы, в этом случае, по-видимому, окружены скользящими полукогерентными границами, в которых участки регулярного сопряжения решеток чередуются с дислокациями. Рост таких зародышей возможен при условии компенсации энергии сдвига, необходимой для преодоления сопротивлений консервативному движению поверхностных дислокаций. [c.59]

Понижение температуры деформации уменьшает размер ячеек и способствует развитию анизотропии формы ячеек, кроме того, уменьшается совершенство границ ячеек (см. рис. 7.10, 7.11). Отмеченное при этом уширение рентгеновских линий [5] позволяет заключить о наличии полей дальнодействующих напряжений, обусловленных, очевидно, не вполне упорядоченным распределением дислокаций в границах. Электронно-микроскопические снимки границ разориентированных ячеек в молибдене после относительно низкотемпературной деформации представлены на рис. 7.16 (на рис. 7.16, а граница ячейки ориентирована примерно параллельно фольге, а на рис. 7.16, б система таких границ видна в профиль ). Как следует из рисунка, диффузный перистый контраст связан с наличием в структуре границ неупорядоченных дефектов дислокационного типа (или малых дисклинационных диполей), поскольку, как показали специальные измерения, упругие деформации, визуализированные на рис 7 16, б в виде локализованных дужек экстинкционных контуров вдоль гра- [c.216]

Как известно, несовершенство упорядоченного расположения атомов в поликристаллических металлах и минералах оказывает влияние на скорость и поглощение акустических волн в этих материалах. Поскольку многие породы состоят из зерен, которые имеют очевидную кристаллическую структуру или, по крайней мере, химическое строение которых предполагает упорядоченность атомов, можно ожидать, что такие же эффект могут проявляться и при распространении сейсмических волн. Полный обзор исследования по этому вопросу и обсуждение наиболее важных идей было дано Мэйсоном (1976 г.). Главная идея заключается в том, что напряжения могут изменять положение дефектов в кристаллической решетке. Это изменяет связь деформации с напряжением в среде, увеличивая значения упругих модулей и добавляя к ним мнимую часть. Чтобы изменить положение дефекта, требуются как тепловая энергия, так и механическое напряжение. Тепловая энергия затрачивается на преодоление энергетического барьера, который смещается под воздействием напряжений. Согласно Мэйсону дефектом, который наиболее сильно влияет на скорость и поглощение волн, является дислокация, представляющая линейную область нарушенного порядка, удерживаемая на обоих концах некоторыми дефектными атомами. В одном слу тае сейсмические волны заставляют дислокацию колебаться подобно растянутой струне, излучая энергию при взаимодействии с тепловыми фоно-иами. Это явление обусловливает широкий максимум поглощения в мегагерцовом диапазоне частот. Более вероятно, что дислокации пересекают энергетический барьер и только частично находятся в области мини-чума потенциальной энергии. Каждая дислокация может содержать некоторое число узлов, при этом движение дислокации происходит в том случае, когда все узлы переходят через потенциальный барьер в соответствии с приложенным напряжением, Этот механизм ведет к независимости Q от частоты. Оба механизма дают значения Q, находящиеся в хорошем согласии с экспериментами на гранитах формации Уистерли и других породах, если использовать некоторые правдоподобные предположения о размере и плотности дислокаций. Результаты более поздних экспериментов [99] не удалось объяснить движением дислокаций в твердой фазе пород. В связи с этим была развита модель, базирующаяся на теории Герца для контактируюш,их сфер, в которой учитывается движение дислокаций на поверхности трещин. Искажения материала, наблюдаемые при деформациях, достигающих 10-, могут быть Объяснены наличием дислокаций, отрывающихся от концевых дефектных атомов. [c.141]

В работах [328, 330, 332, 339, 3551 было показано, что описание-кривой нагружения ОЦК-поликристаллов уравнением параболического типа (3.57) значительно расширяет возможности экспериментального изучения процесса деформационного упрочнения. Обобщением-результатов этих работ, а также ряда литературных данных [9, 289,, 290] является общая схема деформационного упрочнения поликристал-лических ОЦК-металлов и сплавов [47, 48] (рис. 3.33), которая отражает сложный многостадийный характер процесса, обусловленный поэтапной перестройкой дислокационной структуры при деформации. Считается, что перестройка структуры (от относительно однородного распределения дислокаций через сплетения и клубки к дислокационной ячеистой структуре) вызывает соответствующее изменение внутренних напряжений [2961, следовательно, и параметров процесса деформационного упрочнения. Данная схема основывается на анализе и обобщении результатов механических испытаний и структурных исследований, проведенных на десяти сплавах ОЦК-металлов [47, 481, которые различались по величине модуля упругости, энергии дефекта упаковки, наличию дисперсных упрочняющих фаз, уровню примесных элементов и размеру зерна (в пределах одного сплава). В частности, были исследованы при испытаниях на растяжение в интервале температур 0,08—0,5Гпл однофазные и дисперсноупрочненные сплавы-на основе железа (армко, сталь 45, Ре + 3,2 % 81), хрома, молибдена (МЧВП с размером зерна 100 и 40 мкм, Мо Н- 4,5 % (об.) Т1М, ЦМ-10-и ванадия (технически чистый ванадий), а также сплавы ванадия и ниобия с нитридами соответственно титана и циркония [95]. [c.153]

Чистые металлы. Структура чистого Ni, подвергнутого ИПД кручением (5 оборотов при комнатной температуре, Р = = 7ГПа) [103], характеризовалась очень мелкими зернами равноосной формы со средним размером около 100 нм, содержащими высокую плотность решеточных дислокаций (рис. 3.1) (см. также п. 1.2.1). Сложный дифракционный контраст свидетельствовал о наличии внутренних упругих напряжений. Зерна имели преимущественно большеугловые границы, что подтверждается видом дифракционных картин, содержащих большое количество рефлексов, расположенных по окружностям. Эти данные находятся в согласии с результатами других структурных исследований Ni после интенсивной деформации кручением [23, 55]. [c.123]

Изменение же структурно чувствительных физических свойств в значительной степени может определяться не только размерами цементитных пластин, но и видом деформации. Например, коэрцитивная сила, которая зависит от многих факторов (упругих макро- и микронапряжений, размера зерна, количества и размера цементитных частиц, плотности дефектов кристаллической решетки феррита, наличия пор и др.) очень резко реагирует при деформации на образование ячеистой структуры в феррите и значительно слабее увеличивается при образовании леса дислокаций [310]. При этом определяющую роль играет не относительный характер изменения размеров ячеека их абсолютная величина. При увеличении количества грубопластинчатого перлита (содержания углерода в стали) средняя абсолютная величина размера ячеек при деформации снижается, что и приводит к более резкому росту коэрцитивной силы при малых деформациях в сталях с большим количеством углерода, когда в избыточном феррите и феррите перлита формируется ячеистая структура. Изменение коэрцитивной силы зависит от размера цементитных пластин. При деформации стали с грубопластинчатым цементитом независимо от вида деформации (например, прокаткой [335], сжатием [310]) коэрцитивная сила растет до степеней обжатия 70% и более, в то время как в сталях с мелкопластинчатым цементитом вид деформации существенно влияет на характер изменения коэрцитивной силы при волочении рост коэрцитивной [c.139]

Ири небольших нагрузках у всех Т. т. наблюдается линейное ooTtromeitiie между нанряжением и деформацией (см. Гука закон). В этих условиях деформация наз. упругой. Для идеального кристалла область уи])угой деформации должна была бы распространяться вплоть до разрушения, причем предел прочности должен был бы соответствовать силам связи между атомами. Однако при больншх нагрузках реакция Ч. т. существенно зависит от дефектности образца (от наличия или отсутствия дислокаций, от размеров кристаллитов, блоков мозаичности и т. п.) — ])аз )ушенпе начинается в наиболее слабых. местах (табл. 2). [c.117]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...