Плоская дислокация

На основе вышеизложенной теории плоских дислокаций мы можем рассмотреть напряженное состояние, создаваемое дислокацией в форме кругового кольца радиусом р. Ограничимся рассмотрением случая, когда V = 0 все вычисления можно довести до конца и для общего случая, однако выкладки при этом более сложны. При сделанном допущении каса- [c.466]

Рассмотренная в 14.6 плоская дислокация может двигаться как угодно в своей плоскости, но не может выходить из нее. Эта плоскость называется плоскостью скольжения дислокации (не смешивать с кристаллографическими плоскостями скольжения). [c.471]

Разрезать кристалл по цилиндрической поверхности (в случае плоской дислокации по плоскости), которая опирается с одной стороны на дислокацию, с другой стороны на поверхность кристалла и направляющая которой параллельна вектору Бюргерса дислокации. [c.427]

Поясним роль структурного элемента (зерна или блока) при анализе накопления повреждений в материале. Ранее (см. раздел 2.3) было отмечено, что одним из основным механизмов, образования микротрещин является скопление дислокаций у препятствий (барьеров), которыми в большинстве случаев являются границы зерен, блоков и фрагментов, сформировавшихся в процессе деформирования материала. Если размер обратимой упругопластической зоны меньше диаметра зерна dg, плоские скопления дислокаций не доходят до границ зерен, поэтому здесь не создается необходимая для зарождения микротрещин концентрация напряжений. С другой стороны, в теле зерна отсутствуют барьеры дислокационного происхождения, которые могут служить стопорами для скопления дислокаций. Значит, [c.213]

Несовершенства строения кристаллов влияют на энергетическую неустойчивость кристаллической системы в целом. В наибольшей степени несовершенства строения проявляются в бездиффузионных процессах при самопроизвольной перестройке кристаллической решетки. Поскольку несовершенства строения характеризуются повышенной величиной свободной энергии и их передвижение, как указывалось ранее, в зависимости от типа кристаллической решетки также обусловлено энергетическими факторами, большое значение в установлении наиболее оптимальных в энергетическом отношении способов перестройки решетки кристаллов играют дислокации. Винтовая дислокация, например, на поверхности кристалла стимулирует кристаллизацию с минимальными затратами энергии по сравнению с кристаллизацией на идеально плоской грани. [c.26]

Тензор Оп для анизотропной среды найден в указанной на с. 43 статье. Этот тензор, вообще говоря, очень сложен. В случае прямолинейной дислокации, когда мы имеем дело с плоской задачей теории упругости, может оказаться проще непосредственно решать уравнения равновесия, [c.153]

Решение. Пусть ось г направлена вдоль линии дислокации, а вектор Бюргерса 6 — Ь, by = bz = 0. Из симметрии задачи очевидно, что вектор деформации лежит в плоскости х, 1/ и не зависит от г, так что мы имеем дело с плоской задачей. Ниже в этой задаче все векторы и векторные операции — двухмерные в плоскости X, у. [c.156]

Прямолинейная винтовая дислокация расположена параллельно плоской свободной поверхности изотропной среды. Найти действующую на дислокацию силу. [c.163]

Если в кристалле имеется также и плоское (в плоскости л , у) поле напряжений (х, у), созданное заданными внешними нагрузками, то каждая дислокация будет находиться под действием силы Ь Оху + р (j )), где мы обозначили для краткости [c.169]

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]

При рассмотрении винтовой дислокации ( 9.2) мы встречались с примером сингулярного решения уравнений теории упругости, соответствующего особенности во всех зонах прямой — оси Хз. Аналогичным образом можно построить сингулярное решение уравнений теории упругости для плоского деформированного состояния, которому соответствует неоднозначное поле перемещений. Будем называть краевой дислокацией такую дислокацию, для которой вектор Бюргерса перпендикулярен оси дислокации. Это значит, что если принять ось Хз за линию дислокации, перемещение при обходе контура, окружающего ось Хз, получает приращение, равное Ь. [c.331]

Винтовая дислокация, рассмотренная в 9.2, и краевая дислокация, построенная в 10.3 как пример решения некоторой плоской задачи теории упругости путем представления решения через функции комплексной переменной, служат примерами дислокаций, для которых линия дислокации — прямая. Те же результаты могут быть получены и путем применения общих формул 14.3 это и будет сделано в настоящем параграфе. [c.461]

Итак, стенка дислокаций может служить моделью плоской границы, разделяющей области кристалла, повернутые одна относительно другой на [c.478]

Поле напряжений вокруг винтовой дислокации легко определить используя модель Вольтерра, состоящую из полого цилиндра, внутренний радиус которого га представляет собой радиус ядра дислокации, а наружный радиус г соизмерим с величиной зерна или равен половине расстояния между винтовыми дислокациями (рис. 24). Винтовая дислокация образуется сдвигом заштрихованной (рис. 24,а) плоскости разреза вдоль образующей на величину вектора Бюргерса Ь и последующим закреплением смещенных частей, в результате чего этаком цилиндре возникают напряжения, подлежащие определению. В дальнейшем полагаем, что цилиндр бесконечно длинный и задача сводится к упругой задаче плоского деформирования и на торцах цилиндра прило- [c.43]

При малых напряжениях и низкой температуре наблюдается лишь упругая аккомодация проскальзывания в этом случае она может происходить до тех пор, пока внутренние напряжения не уравновесят внешние (рис. 104,6). При малых напряжениях и высокой температуре аккомодация может быть диффузионной напряжения на границе вызывают диффузионное течение, в результате которого граница становится плоской (рис. 104, в). При высоких напряжениях аккомодация может происходить в результате пластической деформации движения дислокаций по обе стороны границы путем скольжения и переползания, что обеспечивает удаление материала из одних частей границы — выступов и прибавление его к другим — впадинам (рис. 104,г). [c.177]

Рассмотренная выше теоретическая модель, объясняющая зависимость деформирующего напряжения (напряжение течения для заданной деформации е) и предела текучести от размера зерна, устанавливает взаимосвязь размера зерна с концентрацией напряжений в индивидуальных полосах скольжения. Согласно этой теории размер зерна d ограничивает длину плоского нагромождения дислокаций и их число п в этом нагромождении. [c.241]

Согласно простейшей модели Стро—Мотта перед различными препятствиями образуются плоские скопления скользящих дислокаций, что приводит к сильной концентрации напряжений, достаточной для образования трещины. Препятствиями, вызывающими образование дислокационных скоплений (рис. 225,а), могут быть дис- [c.426]

Согласно первой модели (рис. 2.11) граница зерна ограничивает длину плоского скопления дислокаций Возникающая при этом в вершине скопления концентрация напряжений [103] [c.50]

Третий член в правой части уравнения (2.93) соответствует микромеханизмам, действие которых невозможно без создания концентрации-напряжения, например, за счет плоских скоплений дислокаций [c.89]

Д. Кульман — Вильсдорф рассматривает различные конфигурации дислокаций и их взаимодействие, вследствие которого могут возникнуть в металле макротрещины. В частности, при взаимодействии двух пересекающихся плоских скоплений дислокаций, каждое из которых служит препятствием для другого, могут образоваться неподвижные дислокации, которые, объединяясь, усиливают поле упругих напряжений и вызывают образование трещин. Стимулом усиления напряжений является локальное увеличение объема при скоплении дислокаций в местах их пересечения. В работе В. А. Соловьева [88, с. 227—232] обсуждается роль дислокаций в образовании трещин и указывается, что зародышевые трещины возникают при скоплении плоских дислокаций. [c.105]

Системы напряжений, соответствующие трем основным плоским дислокациям для кругового кольца (если рассматривать задачу в трех измерениях, то там окажутся возможными шесть дислокаций), были проверены с помощью оптического метода Ролла, i Корбино, Трабаччи. з [c.450]

Допущение об однородности НДС в структурном элементе основывается на физических закономерностях, аналогичных рассмотренным при анализе роста трещин усталости (см. подраздел 4.1.4), так как при хрупком, вязком и усталостном разрушениях необходимым условием зарождения повреждений (мнкро-трещин, микропор) является определенная концентрация напряжений в голове плоских скоплений дислокаций. При размере пластической зоны меньшем, чем диаметр зерна, повреждения не образуются. Если допустить, что НДС однородно, получим в этом случае отсутствие пластической деформации в структурном элементе (см. подраздел 4.1.4). Так как нас интересует пластическое деформирование не само по себе, а утилитарно — с точки зрения накопления повреждений, то предложенная фор- [c.231]

Полигонизация — процесс образования разделенных малоугловыми границами субзерен. Полигонизация представляет собой развитие возникшей при пластической деформации ячеистой структуры. Размытые, объемные сплетения дислокаций вокруг ячеек становятся более узкими и плоскими и превращаются в субграницы, а ячейки — в субзерна. Процесс развивается при температурах более высоких, чем температура отдыха. Субграницы образуются в результате поперечного скольжения и переползания дислокаций в направлении достройки или сокращения экстраплоскостей. Хао тически распределенные дислокации выстраиваются в вертикаль ные стенки. Тело субзерен практически очищается от дислокаций Решетки соседних субзерен получают небольшую разориентиров ку (до нескольких градусов). Скорость полигонизации контроли руется относительно медленной скоростью переползания дислока ций, которая определяется скоростью перемещения вакансий Примеси, образующие на дислокациях облака Коттрелла, тормо зят полигонизацию. Субзерна при продолжительной выдержке и повышении температуры склонны к коалесценции, т. е. укрупнению. Движущей силой в этом случае служит разность энергий субграниц до и после коалесценции. При дальнейшем повышении температуры получает развитие процесс первичной рекристаллизации. [c.511]

Указанные типы дислокаций являются предельными, поскольку предельными (О и я/2) будут углы между векторами Бюргерса и осями дислокаций. Помимо них встречаются промежуточные случаи взаимной ориентации вектора Бюргерса и оси дислокации. Их часто называют смешанными и нередко рассматривают как наложение краевой с вектором Бюргерса 6x=bsina и винтовой с ЬК = 6 os а дислокаций (а — угол между Ь и осью дислокации). Угол а не обязательно постоянен вдоль дислокации, поскольку дислокации могут быть и криволинейными. Однако величина относительного смещения двух частей кристалла неизменна, и поэтому вектор Бюргерса по всей длине любой дислокации остается постоянным. Дислокационные линии могут заканчиваться на поверхности кристалла, границах зерен, других дислокациях, могут образовывать замкнутые петли. Дислокационные линии в виде замкнутой петли называют дислокационной петлей. Характерная особенность — отсутствие точек выхода на поверхность. Такие дислокации возникают, например, за счет схлопывания плоских скоплений вакансий и т. п. Дислокационные петли широко распространены в материалах, подвергнутых радиационному воздействию,] поскольку при бомбардировке кристалла нейтронами или заряженными частицами часть атомов оказывается выбитой из своих мест, в связи с чем возникают вакансии (и межузельные атомы). Одиночные [c.239]

Это относительное смещение двух поверхностей разреза показано на рис. 48, б символом б. Усилие Р, необходимое для того, чтобы произвести это смещение, находится из последнего уравнения (ж) 33, куда нужно подставить D, определяемое по формуле (б). Если две поверхности приварены друг к другу после того, как наложено перемещение б, каждая из них в виде действия и противодействия передает на другую указанное усилие Р. Кольцо при этом находится в состоянии самонаиряжения, называемом краевой дислокацией . Соответствующее плоское деформированное состояние является основой для объяснения пластической деформации в кристаллах металлов ). [c.104]

Этот разрыв устраняется с помощью краевой дислокации типа, рассмотрзнного в 34. Окончательно компонен1ы напряжений для плоского напряженного состояния ) даются формулой [c.479]

По аналогии с точечными, линейными и поверхностными дефектами можно наметить группу объемных дефектов. Объемные дефекты согласно классификации не являются малыми во всех трех измерениях. К ним можно отнести скопления точечных дефектов типа пор, а также системы дислокаций, распределенных в объеме кристалла. Другими словами, благодаря наличию в кристалле точечных, линейных и плоских дефектов кристаллическая решетка может отклоняться от идеальной структуры в больших объемах кристалла. Кроме того, к объемным дефектам, например в монокристалле, можно отнести кристаллики с иной структурой или ориентацией решетки. В структуре кристалла будут значительные различия между центром дефекта и матрицей, а в матрице возникнут смещения атомов, убывающие с удалением от ядра дефекта. Таким образом, наличие фаз, дисперсных выделений, различных включений, в том числе неметаллических, неравномерность распределения напряжений и деформаций в макрообъемах также относятся к объемным дефектам. [c.42]

Лоле напряжений вокруг краевой дислокации вычисляется более сложным путем. Используя модель краевой дислокации (рис. 24,6), предполагают деформацию плоской [<Т2з=аз1=0 сгзз=у(ап+022), где V — коэффициент Пуассона], а среду изотропной. Напряжения [c.44]

При приближении дислокации к свободной поверхности энергия деформации кристалла уменьшается, так как свободная поверхность не вызывает напряжений, которые препятствовали бы перемещению дислокации. Чем меньше расстояние от свободной поверхности до дислокации, тем меньше энергия дислокации и больше ее притяжение к свободной поверхности. Поэтому дислокация будет притягиваться к поверхности до тех пор, пока она не выйдет на поверхность, при этом образуется ступенька в одно межатомное расстояние. Сила притяжения дислокации к свободной поверхности кристалла аналогична силе, с которой в бесконечном кристалле на нее действует воображаемая дислокация противоположного знака, соответствующим образом ориентированная по отношению к поверхности. В случае винтовой дислокации, приближащейся к плоской поверхности, воображаемая дислокация есть зеркальное отражение исходной дислокации от поверхности кристалла. В этом случае силу, притягивающую дислокацию к поверхности, называют силой изображения. В частности, если винтовая дислокация параллельна свободной поверхности и лежит на расстоянии г от нее, то сила изображения на единицу длины дислокации [c.52]

Эшби показал, что для сложных границ скольжение по границе и миграция тесно связаны. В этом случае скольжение и миграция границы пропорциональны, поскольку только в этом случае возможно скольжение без изменения структуры границы. При зернограничном проскальзывании по большеугловой границе миграция выступает как процесс, обеспечивающий непрерывное под-страивание границы до плоскости в атомном масштабе благодаря перемещению зернограничных дислокаций. Однако эту миграцию следует отличать от той, которая происходит в процессе пластической аккомодации, когда миграция, наблюдаемая при локальной пластической деформации, непосредственно не связана со скольжением по границе зерна. Такая нерегулярная миграция может препятствовать зернограничному проскальзыванию, поскольку не позволяет границе в процессе скольжения оставаться плоской. Для осуществления непрерывного скольжения по поверхности границы зерна необходимо действие источников зернограничных дислокаций. Предполагается, что источниками таких дислокаций могут быть источники типа Франка — Рида, действующие на границе зерна. Обнаруженные спиральные образования на границе зерен являются источниками дислокаций границ зерен, размножение которых происходит не скольжением, а переползанием. Дислокации границ зерен могут образовываться и в результате взаимодействия дислокаций решетки со структурными дефектами границы. [c.178]

Для модели плоского скопления -дислокаций Зеге-ром предложена формула для определения тщ [c.196]

Рис. 136. Схема инициирования скольжения (нлн двойннкования) в соседнем зерне поликристалла в некоторой точке А, удаленной от вершины плоского нагромождения дислокаций р на расстояние Г[

В г. ц. к. металлах с низкой энергией дефекта упаковки (кобальт, нержавеющая сталь, сплавы на основе меди) наблюдаются широкие расщепленные дислокации, плоские нагромождения дислокаций. Ячеистая структура начинает формироваться здесь при больщих деформациях, причем стенки ячеек широкие. [c.252]

ПРЕДРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИОННАЯ ПОЛИГОНИ-ЗАЦИЯ — процесс перераспределения дислокаций при нагреве деформированного материала с ячеистой структурой, приводящий к частичной аннигиляции дислокаций в стенках дислокационных ячеек и к сплющиванию этих стенок до превращения их в плоские субграницы относительно большой кpиц зны и высокой подвижности. Ячейки превращаются при этом в субзерна, различно разориентированные друг относительно друга. Процесс является начальной стадией первичной рекристаллизации. [c.309]

Первый этап — формирование малоугловых субграниц сплющиванием стенок ячеек и превращение ячеек в субзерна. В образовавщиеся плоские субграницы стекают дислокации из объема ячеек (субзерен). В результате субзерна обладают меньщей плотностью дислокаций, чем окружающая деформированная матрица. [c.318]

Основная, пожалуй, задача, на которой были сосредоточены в последние годы усилия ученых-механиков, занимающихся практическими приложениями механики разрушения к оценке прочности крупногабаритных изделий,— это задача о нахождении условий равновесия или распространения большой трещины в достаточно пластичном материале. Пластическая зона впереди трещины велика настолько, что для нее можно считать справедливыми соотношения макроскопической теории пластичности, рассматривающей среду как сплошную и однородную. Для плоского напряженного состояния модель Леонова — Панасюка — Дагдейла, заменяющая пластическую зону отрезком, продолжающим трещину и не имеющим толщины, оказывается удовлетворительной. В частности, это подтверждается приводимым в этой книге анализом соответствующей упругопластической задачи, которая ре- шается численно методом конечных элементов. С увеличением числа эле-ментов пластическая зона суживается и можно предполагать, что в пределе, когда при безграничном увеличении числа элементов решение стремится к точному решению, пластическая зона действительно вырождается в отрезок. Заметим, что при рассмотрении субмикроскопических трещин на атомном уровне многие авторы принимают гипотезу о том, что нелинейность взаимодействия между атомами существенна лишь в пределах одного межатомного слоя, по аналогии с тем, как рассчитывается так называемая дислокация Пайерлса. Онять-таки, как и в линейной теории, возникает формальная аналогия, но здесь она носит уже искусственный характер, и суждения об относительной приемлемости модели в разных случаях основываются на совершенно различных соображениях степень убедительности приводимой Б защиту ее аргументации оказывается далеко неодинаковой. [c.10]

Ли [54, 102], используя другую модель — модель зернограничных источников, попытался объяснить уравнение Холла — Петча путем рассмотрения начального этапа пластической деформации, т. е. объяснить начальную плотность подвижных дислокаций и ее связь с размером зерна. Исходя из того что скопления дислокаций редко наблюдаются (хотя специально оговаривалось, что это не является достаточным доказательством их отсутствия). Ли [54, 102] выдвигает альтернативный вариант объяснения, согласно которому начало пластической деформации в поликристалле связывается с эмиссией дислокаций выступами на большеугловых границах зерен. Из модели такой границы было рассчитано напряжение, необходимое для отрыва абсорбированной границей дислокаций и эмиссии ее в зерно. Это напряжение оказалось примерно одного порядка с напряжением предела текучести, следовательно, рассматриваемый процесс возможен без больших концентраций напряжения, т. е. без плоских скоплений дислокаций. [c.51]

Возможны многочисленные варианты указанной модели [236, 237], в которых влияние индивидуальных дислокаций заменяется группами из дислокационных скоплений (рис. 3.1, б). Так, по теории Зегера [236], напряжение течения, необходимое для преодоления дальнодействую-щих напряжений от плоских скоплений дислокаций, [c.99]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...