Действие поля напряжений на дислокацию

ДЕЙСТВИЕ ПОЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ НА ДИСЛОКАЦИЮ [c.159]

Действие поля напряжений на дислокацию [c.159]

Итак, действие поля напряжений на дислокацию определяется потенциалом IV. Но вычислить можно лишь при наличии разреза по какой-либо поверхности 2, натянутой на линию дислокации (рис. 36). При этом следует различать берега разреза 2" и 2 и значе- [c.271]

В поле напряжений на дислокацию действует сила, направленная перпендикулярно ее линии. Эта сила вызывает расширение петли (и соответственно деформацию кристалла), если отлична от нуля ее компонента в плоскости скольжения. В простом случае однородных касательных напряжений, параллельных вектору Бюргерса прямолинейной краевой дислокации, сила, действующая на дислокацию, направлена параллельно вектору Бюргерса. Ее величину Р легко найти, приравняв работу касательных напряжений о при скольжении на расстоянии к работе силы при перемещении дислокации на расстояние, [c.67]

Далее, наличие выделений не изменяется под действием поля напряжений вокруг дислокации и потому такая блокировка дислокаций будет оказывать тормозящее влияние на вновь генерируемые свободные дислокации. Как показано на рис. 31, при высоких температурах, слева от кривой растворимости, выделений не наблюдается, и вокруг дислокации образуется атмосфера растворенных атомов. С увеличением температуры атмосфера становится менее плотной. Наибольшая плотность атмосфер достигается при концентрации растворенных атомов, равной примерно предельной растворимости при заданной температуре. [c.313]

Видно, что поле напряжений прямолинейной дислокации имеет дальнодействующий характер, спадая, как г . На расстоянии (10 —10 )й от линии дислокации напряжения составляют величину - (10- —10 ) G. Как мы видели, при таких напряжениях дислокации уже могут двигаться. Таким образом, если на расстоянии — (10 —W)b от дислокации находится другая дислокация, то под действием напряжений, созданных первой дислокацией, вторая может начать скольжение. Другими словами можно сказать, что между дислокациями существует сильное упругое взаимодействие. Из рис. 3.23 легко понять, например, что две краевые дислокации, расположенные в одной плоскости скольжения, отталкиваются, если они одноименные, и притягиваются, если они разноименные. [c.105]

Аналогичная последовательность изменения РТ с температурой обнаружена при ударных испытаниях с записью динамических нагрузок [16]. При испытании низкоуглеродистой стали основное влияние высоких скоростей деформации заключается в увеличении предела текучести независимо от температуры испытания, так как уменьшается время, необходимое для термически активируемых процессов, понижающих напряжение скольжения дислокаций в матрице (температурно зависимую компоненту а- в напряжении трения а,). При дальнейшем росте скорости деформации достигается предел, за которым теряется чувствительность напряжения течения к скорости деформации [17] и который уменьшается с повышением температуры. Этот предел может быть связан с наступлением двойникования как механизма общей пластической деформации, но подробных исследований проведено не было. В высокопрочных сталях как температурная зависимость, так и скоростная чувствительность предела текучести уменьшаются пропорционально, поскольку основная доля напряжения трения приходится на температурно-независимую компоненту a l (дально-действующие поля напряжений). К сожалению, информация о механизмах микроскопической деформации таких сталей при высоких скоростях явно недостаточна. [c.203]

Рис. 80. Схема полей напряжений в кристалле, создаваемых близко- (7) и дально-действующими (2) препятствиями на дислокацию при ее перемещении вдоль плоскости скольжения Т(, - напряжение перемещения дислокаций при О К К - расстояние вдоль плоскости скольжения (длина волны поля дальнодействующего напряжения) [467]

Перемещаясь по кристаллу, дислокации упруго взаимодействуют. На дислокацию, движущуюся в поле напряжений других дислокаций, действует сила, и наоборот. Если дислокации притягиваются, но лежат в параллельных плоскостях скольжения, они стремятся образовать стенки дислокаций, наклонные в случае краевых дислокаций с одинаковыми векторами Бюргерса (рис. 2.7). Если притягивающиеся дислокации могут пересекаться, они реагируют с образованием стабильных сочленений, или узлов (рис. 2.8), вектор Бюргерса которых таков, что геометрическая сумма этих векторов в узле тройного сочленения равна нулю. Если дислокации отталкиваются, но приложенное напряжение вынуждает их сближаться, они в конечном счете пересекаются. При этом каждая дислокация оставляет на [c.69]

Решение. Сила, действующая на единицу длины одной дислокации в поле напряжений, создаваемых второй дислокацией, определяется по формуле (28,4) с помощью результатов задачи 2 27. Она имеет радиальное направление и равна [c.163]

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]

К более общему определению силы, действующей на дислокацию, мож. но подойти следующим образом. Представим себе элемент линии дислокации d%, этот элемент переместился на расстояние da (рис. 14.9.1). В окрестности элемента имеется поле напряжений ац. Обозначая через v единичный вектор нормали к плоскости движения элемента d, по формуле [c.474]

НИИ дислокации затрачивается на формирование поля напряжений [см. формулу (27)]. Для определения силы f, действующей в плоскости скольжения в направлении Х, сделаем разрез и отбросим заштрихованную на рис. 26, б часть. Действие отброшенной части заменим внешними нагрузками, нагрузки уравновесим так, чтобы любая точка поверхности разреза и наружного контура кристалла оставалась в своем первоначальном положении. В этом случае система внешних нагрузок должна [c.51]

Упрочнение. Возрастающая в процессе деформации плотность дислокаций приводит к росту внутренних упругих полей, которые служат барьерами для подвижных дислокаций, причем не только скопления, но даже случайно распределенные одиночные дислокации создают сложную систему разновысоких барьеров [11]. Встретив такой барьер, дислокация остановится, если его высота W>aa (а — действующее на дислокацию напряжение). Дальнейшее движение дислокации возможно в двух случаях при соответствующем повышении действующего напряжения а и за счет тепловых флуктуаций. Поэтому в общем случае можно говорить о термической и атермической активации движения дислокаций и записать [c.153]

Максимальная величина То может быть достигнута лишь при О К, так как даже вблизи этой температуры оказывает влияние вклад термических флуктуаций, в результате чего скольжение начинается при напряжениях, меньших Tq. При температурах Г > Тц препятствия ближнего порядка становятся прозрачными для дислокаций, и сопротивление их движению связано лишь с наличием дально-действующих полей. Такое представление, однако, соответствует квазистатическому подходу к анализу деформационного упрочнения без учета того фактора, что величины г и Тд являются взаимозависимыми (Тд = / (х )). На величину Тд влияют также температура и скорость деформирования кристаллов [45]. [c.79]

В такой группировке взаимодействие полей напряжений около каждой из частиц должно приводить к возникновению гидростатического давления в матрице, затрудняющего генерацию дислокаций даже при большом размере частиц, поскольку она связана с деформацией самой матрицы. В результате этого релаксация напряжения локального фазового наклепа даже при больших размерах частиц в группировке может происходить при начальных напряжениях источников, значительно больших, чем для одной изолированной частицы. Но даже если дислокации под действием фазовых напряжений и образуются по тому или другому механизму, то уход их из ядра группировки будет тормозиться барьерным действием ее периферийных частиц. Эти дислокации будут создавать встречное напряжение на дислокационный источник [c.56]

Магнитная память металла проявляется в необратимом изменении его намагниченности в направлении действия максимальных напряжений от рабочих нагрузок в процессе эксплуатации изделия. Установлено, что в зонах концентрации напряжений изделий, намагнитившихся в естественном магнитном поле Земли, где под действием эксплуатационных нагрузок происходит интенсивное перемещение дислокаций, зарождение и развитие микротрещин, предшествующих разрушению, магнитное сопротивление растет, а характер поля остаточной намагниченности резко изменяется. Нормальная составляющая Нр напряженности поля остаточной намагниченности скачкообразно меняет знак, при этом в центре зоны (на линии) концентрации напряжений (1Ш) Нр = О, а касательная составляющая Н, напряженности максимальна. Аналогичный эффект имеет место и при наличии поверхностных деформаций и трещин. [c.117]

Диполи образуются, если положительные и отрицательные сегменты краевых дислокаций на двух близлежащих плоскостях скольжения не могут пройти друг через друга. Поскольку заторможенные ряды дислокаций в металле в состоянии ползучести не выявляются при исследовании с помощью трансмиссионного электронного микроскопа, то можно сделать вывод, что поля обратных напряжений дальнего порядка при этом не образуются. Однако в этой ситуации имеются другие источники создания обратных напряжений дальнего порядка, приводящие к образованию барьеров, которые не могут быть преодолены действием термических флуктуаций. Ранее уже упоминалось об образовании положительных и отрицательных диполей краевых дислокаций, которые являются примерами взаимодействия полей напряжений. Такие диполи, не имеющие полей напряжений дальнего порядка, могут взаимодействовать с близко расположенными дислокациями. [c.273]

Другие барьеры в виде полей напряжений, которые не могут быть преодолены действием термических флуктуаций, возникают при определенных условиях от винтовых дислокаций. Если винтовые дислокации содержат достаточное количество порогов, они перемещаются медленно и вызывают обратные напряжения, действующие на близлежащие винтовые дислокации. Дислокационные сплетения (клубки дислокаций), несомненно, являются источниками взаимодействия полей напряжений. Возврат части пластической деформации при снятии напряжения в условиях высокотемпературной ползучести свидетельствует о наличии таких обратных напряжений. [c.273]

При этом по плоскостям реза действует сумма напряжений от дислокаций / и 2. Однако суперпозиция упругих полей напряжений нас не интересует и для определения энергии взаимодействия дислокаций необходимо знать поле напряжений в точках поверхности реза А (рис. 27,6) от дислокации 1. При образовании дислокации 2, как и в предыдущем примере, работа совершается напряжениями от дислокации 1 ris, распределенными по поверхности А на перемещении Ьа, поэтому ва = [c.54]

Наблюдаемое сопротивление движению дислокации определяется суммарным влиянием барьеров различного типа на пути ее движения, обусловленных как кристаллическим строением, так и его нарушениями дефектами различного типа, приводящих к действию полей напряжений различной протяженности. Разделение этих полей на короткодействующие (вблизи точечных дефектов) и дальнодействующие [335] является условным, принятым с целью упрощения анализа динамики дислокаций. Связанные с этими полями барьеры различного уровня преодолеваются дислокацией в термически активируемом процессе или атермически в зависимости от высоты барьера. При этом каждому уровню нагрузки соответствует определенный набор барьеров, контролирующих движение дислокаций, а следовательно, и процесс пластического течения. [c.29]

Атомы растворенных в металле элементов, мигрируя под действием тепловых флуктуаций в кристаллической решетке, перемещаются в неоднородных полях напряжений, создаваемых дислокациями, в места с минимальной энергией. Поле упругих напряжений у краевой дислокации имеет как гидростатическую, так и сдвиговую компоненты у винтовой же — только сдвиговую. Примеси замещения и внедрения во всех типах кристаллических решеток, наиболее распространенных у металлов г. ц. к., гекс. п. у. и о. ц. к., создают гидростатическую деформацию и поэтому взаимодействуют е краевыми дислокациями. Энергия этого взаимодействия, приводящего к конденсации примесных атомов на краевой дислокации и образованию так называемой атмосферы Котрелла, определяется, главным образом различием размеров примесного атома и места, занимаемого им в кристаллической решетке. [c.38]

Эффект магнитной памяти металла к действию на] рузок растяжения, сжатия, кручения и циклического нагружения выявлен в лабораторных и промышленных исследованиях. Уникальность метода магнитной памяти заключается также в том, что он основан на использовании собственного магнитного поля, возникающего в зонах устойчивых полос скольжения дислокаций, обусловленных действием рабочих нагрузок. В результате взаимодействия собственного магнитного поля (СМП) с магнитным полем Земли в зоне концентрации напряжений на поверхности объекта контроля образуется градиент магнитного поля рассеяния, который фиксируется специализированными магнитометрами. Механизм возникновения СМП на скоплениях дислокаций обусловлен закреплением доменных границ, когда эти скопления становятся соизмеримы с толщиной доменных стенок. Ни при какгос условиях с искусственным намагничиванием в работающих конструкциях такой источник информации, как собственное маг- [c.350]

ИОННАЯ МИКРОСКОПИЯ. Для прямого анализа расположения атомов вокруг линии дислокации необходимо очень высокое разрешение. В настоящее время такое разрешение дает только ионный микроскоп (ионный проектор), принцип действия которого состоит в следующем. С поверхности образца, представляющего собой иглу с очень малым радиусом закругления острия (менее 10 см), находящуюся под действием поля высокого напряжения, срываются электроны. За счет эффекта поляризации на игле осаждаются молекулы нейтральнм о газа. После соприкосновения с ио-верхностью металла молекулы газа диффундируют к острию иглы. Когда такая молекула попадает в область местного усиления поля высокого напряжения, происходит ее ионизация и ион летит под действием ускоряющего высокого напряжения к флуоресцирующему экрану прибора. Этот метод, имеющий наибольшее разрешение из всех известных в настоящее время прямых методов исследования структуры материалов, позволяет различать отдельные атомы в кристаллах. Увеличение прибора определяется соотношением между радиусом кривизны острия и расстоянием от объекта до экрана и может достигать нескольких миллионов. [c.94]

Стадия В. Действие призматических петель на этой стадии отражается экспериментально в уменьшении длины пробега дислокаций в соответствии с соотношением (104). В результате 0в>0л- Призматические петли действуют аналогично барьерам Ломер—Коттрелла в г. ц. к. металлах и влияют в первую очередь на зависящую от температуры часть коэффициента упрочнения, т. е. на 0G. Поэтому рост 0в необходимо связать с даль-нодействующимн полями напряжений. [c.209]

Разность значений действующих напряжений в зоне стружкообразова-ния (см. рис. 31.1, о, ОМ) предопределяют неоднородность процессов деформации. Материал начинает пластически деформироваться на границе зоны ЬО. По мере приближения деформированного объема к режущей кромке деформация и упрочнение металла возрастают и полностью завершаются на границе зоны КМ деформацией сдвига в области максимальных касательных напряжений под углом ф к направлению движения резца. Движение дислокаций в поле напряжений при пластической деформации вызывает последовательный переход атомов в новое положение. В результате атомы приобретают кинетическую энергию и совершают колебания с большей амплитудой около нового положения равновесия. Таким образом, часть работы, затраченной на перемещение дислокаций, превращается в теплоту. В результате при обработке стали 45 температура металла в конце зоны деформации возрастает до 300 °С, не вызьшая его температурного разупрочнения. 566 [c.566]

Как правило, граница зерна специальной ориентации, не содержащая зернограиичных дислокаций, является дефектом кристаллической структуры, не имеющей дальнодействующего собственного ноля напряжений. Поэтому миграция такой- границы не приводит к пластической деформации [162J. Продвии ение дислокации, обладающей собственным полем, приводит к пластической деформации. Следовательно, носителями последней могут быть любые дефекты, -имеющие собственные поля напряжений, в частности по размерам намного превышающие атомные. Если в образце, к примеру, имеется область F с повышенной плотностью вакансий, то в ноле внешних напряжении на нее будет действовать сила, и энергетически выгодно ее как целое перемещать вдоль градиента дилатации. [c.26]

Пластическая деформация реальных тел сопровождается образованием и развитием субмикро-, микро- и макротрещин. Исходная структура реальных материалов также далека от совершенства. Причин образования дефектов, в том числе и трещин, много, и здесь нет необходимости подробно освещать этот вопрос. Процесс образования зародышей разрушения связывают прежде всего с движением дислокаций и взаимодействием полей напряжений подвижных и неподвижных дислокаций. Зародыш разрушения возникает при скоплении вакансий, а также дислокаций в микрообъеме, в котором накопленная упругая энергия достигает предельной величины, равной скрытой теплоте плавления. Образование микротрещины и трещины осуществляется при локализации пластического течения на линиях скольжения, формирование которых связано с переориентацией элементов структуры по направлениям вынужденного сдвига вдоль действия главного сдвигающего напряжения объединению микротрещин и их раскрытию способствует пересечение линий Ъсольжения. [c.8]

Общепринято считать, что конечное напряжение, необходимое для возникновения пластического течения, обусловлено препятствиями, задерживающими движёние дислокаций сквозь кристалл. Удобно разделить эти препятствия на две. группы в зависимости от расстояния, на котором препятствие взаимодействует со скользящей дислокацией поля напряжений дальнего действия и поля напряжений ближнего действия. [c.112]

Ядро дислокации — это область вблизи линии дислокации (шириной в несколько векторов Бюргерса), где кристаллическая решетка сильно нарушена. Теория упругости в ядре неприменима, и во всех расчетах в рамках теории упругости ядро дислокации заменяется полым цилиндром радиуса Ьо- Однако такое приближение, справедливое при описании поля крупномасштабных напряжений вдали от ядра, становится неверным п и изучении подвижности дислокаций. В самом деле, именно в ядре разрушаются связи между атомами и происхо дят процессы, контролирующие распространение дислокации. Расс1иотрим линию дислокации, расположенную вдоль кристаллографического направления в потенциальной яме. Для перемещения в соседнюю потенциальную яму дислокация должна преодолеть энергетический барьер. Напряжение, необходимое для перемещения дислокации через барьеры, можно рассчитать в рамках модели дислокации в периодической решетке (дислокация Пайерлса — Набарро). Сила Пайерлса равна максимальному значению производной по расстоянию от энергии дислокации Пайерлса и является выражением силы трения решетки, действующей на дислокацию. Напряжение Пайерлса связано с силой Пайерлса соотношением (2.57). Можно показать, что [c.70]

Набарро [256] первым предположил, что негидростатическое поле напряжений может вызвать образование различных концентраций вакансий на поверхностях кристалла, различно ориентированных по отношению к полю напряжений. Следовательно, это приведет к потоку вакансий между поверхностя ми и потоку ионов в противоположном направлении. Таким образом, перенос вещества, обусловленный действием негидроста-тического поля напряжений, вызовет чисто сдвиговую деформацию, и в результате приложенное напряжение будет совершать работу. Очевидно, этот процесс может иметь значение, только если поток вакансий достаточно велик, т. е. существует достаточное количество источников (границ зерен) и подвижность вакансий довольно высока. Как следствие можно ожидать диффузионную ползучесть при очень высокой температуре для очень малых размеров зерен. Последнее требование также подразумевает, что источники дислокаций не могут действовать в мелких зернах (если только напряжение не является достаточно большим), и поэтому диффузионная ползучесть не будет подавлена дислокационной. Набарро отмечал также, что диффузионная ползучесть может быть весьма эффективна в мантии Земли. Эта идея была позднее воспринята Гордоном [137]Ч [c.219]

Формула (13.18), определяющая силу, действующую на дислокацию, лежащую в поле внещних напряжений а, называется формулой Пича — Келера. В случае, если напряженное состояние в кристалле однородно (о = onst), величина силы, действующей на дислокацию, может быть определена как работа внещних сил при перемещении единицы длины дислокации на единицу расстояния [21]. Специфическое отличие силы, действующей на дислокацию, от обычной силы состоит в том, что направление ее определяется независимо от величины. Согласно формуле (13.18) сила всегда направлена по нормали к линии дислокации. Очевидно, что только при этом направлении конфигурационная сила F ) будет определять по формуле (13.17) [c.433]

В момент, когда наступает ползучесть, дислокации начинают перемещаться к границам субзерен. Однако, так как разориентация соседних субзерен не оказывает влияния на скорость ползучести, эти границы служат просто стоком для дислокаций. Как показал Ли [53], поля напряжений, обусловливаемые субграницами, являются полями ближнего порядка и не оказывают какого-либо заметного влияния на обратные напряжения дальнего порядка, контролирующие движение дислокаций. В металлах с высокой энергией дефектов упаковки субзерна образуются в результате действия негомогенного напряженного состояния у границы зерна, что в свою очередь обусловливается различной ориентацией смежных зерен. Локальные изгибающие моменты и скручивание, которым подвергается каждое зерно, возрастают при более высоком приложенном напряжении, вследствие чего образуется субструктура с меньшим рамером зерен. Взяв за основу изложенное, предположили, что основной механизм, контролирующий скорость ползучести, определяется движением дислокаций внутри каждого субзерна. Поэтому здесь представляется возможным не учитывать размер субзерен, хотя в некоторых более ранних теориях высокотемпературной ползучести этому фактору и отводилась определенная роль. [c.270]

Это согласуется с уравнением Уиртмена, в котором величина Охх принята равной х. Однако справедливость этого равенства обосновать трудно, так как главное поле напряжений, действующее на таком расстоянии, обусловлено полем заблокированной дислокации, которое дает для ядра дислокации Охх = 0. [c.290]

В заключение дискуссии Ирвин отметил, как его результаты могут быть распространены на случай продольного сдвига. Для этого достаточно представить функцию напряжения Эри в виде Р = — г/ Ке где Z — функция Вестергарда, и тогда пять функций напряжений (1.7), (1.38)-(1.40) определяют решение пяти специальных задач для трещин, находящихся под действием сдвига. Сила, расширяющая трещину, связанная с каждым из этих полей напряжений, определяет расширение трещины как сдвиговую дислокацию. Ирвин отмечает, что связь гипотезы Нейбера о пластической частице с теорией Гриффита обсуждалась Орованом [2]. Используя гипотезу Нейбера, Ирвин приво- [c.386]

Из формулы (3.14) видно, что iy существенно зависит от мощности границ, т. е. от отношения NIL. Это означает, что границы разной мощности неодновременно превращаются в эквидистантные стенки, что на ранних стадиях отжига создает заметную неоднородность субструктуры с упорядоченными границами, не создающими дальнодей-ствующих полей напряжений [15] имеются неупорядоченные границы ячеек, поле напряжений которых действует на стенки подобно внешнему напряжению. В этих условиях упорядоченные субграницы могут стать неустойчивыми и рассыпаться, если сдвиговая компонента напряжения о у, действующего со стороны неупорядоченных границ, превысит напряжение связи дислокаций в субграницах. Сближение дислокаций противоположных знаков, составляющих границы разориентировки, сопровождается их взаимодействием и аннигиляцией. [c.74]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...