Динамика дислокаций

В 60-х годах долгое время продолжался принципиальный спор о природе верхнего предела текучести. Одна точка зрения исходила из представлений о сильном закреплении всех дислокаций [4, 53] и внезапном скачке деформации при генерации источников или отрыве дислокаций от закрепляющих их атмосфер из примесных атомов. Другая же основывалась [58—60] на динамике дислокаций (см. раздел 2.1). Из теории сильного закрепления [4, 53] следует, таким образом, что микродеформация не должна наблюдаться, пока напряжение не станет примерно равным верхнему пределу текучести. И наоборот, в динамической теории верхний предел текучести соответствует случаю, при котором скорость пластической деформации сравнивается со скоростью упругой деформации, и поэтому можно ожидать большое значение микродеформации, предшествующей верхнему пределу текучести, причем эта микродеформация должна начинаться при напряжениях [c.96]

В более ранних исследованиях [1—3] было показано, что плазменное покрытие оказывает на процессы деформирования и разрушения твердых тел двойственное влияние в одном интервале температур и напряжений оно упрочняет основной материал, в другом — разупрочняет. Аналогичное воздействие, но с противоположным эффектом на основной материал оказывает диффузионный слой, образованный при дополнительной пос.ле напыления термообработке. Такое воздействие покрытия на твердое тело обусловлено динамикой дислокаций у поверхности раздела. Взаимодействие дислокаций с границей раздела определяется свойствами а) напыленного покрытия, изобилующего порами, примесями, окислами, в котором при приложении напряжений могут преждевременно зарождаться трещины, приводящие к разрушению композиций б) контактной зоны, формирующейся непосредственно при напылении покрытий и представляющей собой тонкий слой на поверхности основы в) диффузионного слоя, образовавшегося при отжиге и представляющего собой твердый раствор напыляемого материала в основе. [c.104]

IV схема (рис. 2) описывает динамику дислокаций при наличии диффузионного слоя, образовавшегося в процессе дополнительного отжига. В этом случае поверхностные источники дислокаций оказываются блокированными, атомами легирующего элемента, в результате чего срабатывание их замедляется, они становятся малоэффективными и наступает упрочнение (-(-). В поверхностных слоях наблюдается субзеренная структура с равномерным распределением примесных атомов. [c.107]

Результаты исследований влияния разных покрытий на механические характеристики конструкционных материалов приведены в работах [И, 20—211. По современным представлениям о разрушении металла предполагается, что покрытие, препятствуя выходу дислокаций на поверхность, может в одних случаях упрочнять основу, а в других — разупрочнять. Эффект влияния покрытий на основной материал будет зависеть от условий, определяющих динамику дислокаций на поверхности раздела [22]. Результат же взаимодействия дислокаций с границей раздела основа — покрытие связан с двумя типами источников дислокаций — объемными и поверхностными. Объяснение роли покрытий в упрочнении сплавов с позиций дислокационных представлений об изменениях в структуре поверхностных слоев в процессе деформации дается и в работах [23, 24]. [c.21]

В данной главе на основе наиболее общих представлений о поведении материала устанавливается связь процессов нагружения и деформирования, которая позволяет обобщить результаты испытаний с различными режимами нагружения при одноосном напряженном состоянии, анализируется вид этой зависимости на основе динамики дислокаций, строится феноменологическое уравнение состояния и соответствующая ему модель материала. По результатам этих исследований можно сформулировать следующие основные выводы [c.16]

Уравнения состояния, включающие средние параметры дислокационной структуры материала и динамики дислокаций, являются аналитическим представлением процесса деформирования материала под нагрузкой для ограниченного диапазона изменения условий нагружения и могут рассматриваться как одна из аналитических зависимостей для аппроксимации экспериментальных результатов. [c.17]

При заданном структурном состоянии сопротивление материала деформации связано с условиями мгновенного нагружения (набором постоянных п>0), если физические процессы микропластической деформации приобретают стабильную скорость, соответствующую действующему уровню нагрузки, за время, сравнимое с временем изучения интересующих нас явлений. Для металлов, в которых процесс деформации контролируется динамикой дислокаций, влиянием старших производных 8 " (п>1), характеризующих процесс нестабильного движения дислокаций, можно пренебречь при изучении процессов, длительность которых значительно превышает время установления скорости движения дислокаций A 5-10 ° . Приращение деформации за такое время определяет максимальное различие кривых деформирования в процессах с нулевым и конечным временем установления скорости дислокаций. Кривые совпадают с заданной погрешностью Де при скорости деформации [c.24]

Безусловно, такая модель не отражает всей сложности поведения дислокаций в зависимости от концентрации и распределения различного типа дефектов и может быть принята только для облегчения качественного анализа связи процессов пластического деформирования с динамикой дислокаций. [c.30]

Классич. примером Н. у. м. ф. являются уравнеиия теории упругости. Развитие микроскопической теории кристаллов дополнило их уравнениями равновесии и динамики дислокаций, также существенно нелинейными. [c.315]

Использование сложных дислокационных моделей пластического деформирования позволяет детально описать эволюцию импульса ударно-волновой нагрузки, распространяющегося по материалу. Вместе с тем наличие в моделях многочисленных констант материала и проблематичность их определения независимыми экспериментальными методами ограничивают возможность их практического использования. В соотношениях, описывающих динамику дислокаций, не учитывается возможное влияние температуры, что допускает применение моделей в сравнительно низкой области напряжений, когда разогрев материала невелик. Заметим, что обычно в расчетах влиянием температуры пренебрегают и, как следствие, не рассматривают уравнение энергии и температурные составляющие уравнений состояния [10, 12]. [c.186]

Следует также заметить, что в последнее время появились работы [529— 532], в которых особенности динамики дислокаций в алмазоподобной и ОЦК решетках пытаются объяснить с позиций расщепления дислокаций, в частности, с позиций некомпланарного расщепления в нескольких кристаллографических плоскостях [531]. Последовательная теория динамики движения дислокаций с учетом эффекта расщепления в настоящее время еще не создана, и разработка такой теории представляет очень сложную задачу. Однако следует заметить, что и в этом случае свободная поверхность кристалла сохраняет свою аномальную специфику, поскольку в зависимости от внешних условий она может как уменьшать (см. рис. 94), так и увеличивать ширину дефекта упаковки [533—535]. Последний эффект более специфичен и может проявляться лишь при нанесении на поверхность более жестких и высокомодульных покрытий вблизи поверхностных ступенек, а также при воздействии среды, понижающей поверхностную энергию кристалла, в то время как первый (рис. 78, в), по-видимому, будет наиболее распространен. [c.161]

Соотношение между плотностями подвижных и свободных дислокаций является одной из основных и до сих пор недостаточно хорошо изученных проблем динамики дислокаций, В хорошо отожженных монокристаллах, в которых плотность свободных дислокаций низка, для случая небольших деформаций (ё < 10 ) можно предположить, что все свободные дислокации являются подвижными. Однако при плотности свободных дислокаций, соответствующей установившейся ползучести ( 10 м ), такое предположение оказывается нереальным, В этом случае плотность подвижных и, главным Образом, движущихся дислокаций необходимо измерять или оценивать из модельных представлений или из соответствующего предположения о взаимозависимости между плотностями свободных и движущихся дислокаций. [c.31]

Сила, действующая на дислокационную линию со стороны приложенных напряжений, легко вычисляется, особенно для геометрии, показанной на фиг. 138. Пусть кристалл имеет форму куба с ребром L и параметром решетки а, и пусть приложенное напряжение (сила на единицу поверхности) есть о. Тогда, если / — сила на единицу длины дислокационной линии (величина, которую мы хотим найти), то работа, совершаемая линией при движении ее через весь кристалл, будет а работа должна быть также равна работе приложенного напряжения, когда верхняя половина кристалла сдвигается на одно межатомное расстояние, т. е. aL a. Следовательно, / = аа и не зависит от размеров кристалла. Видно, что эта сила направлена перпендикулярно дислокационной линии и лежит в плоскости скольжения. Аналогичным образом, если известна полная атомная кинетическая энергия и скорость движе ния дислокации, можно определить динамическую массу на единицу длины дислокационной линии, а следовательно, уже можно обсуждать и динамику дислокации. [c.504]

Кроме того, при низкотемпературных исследованиях может быть получена принципиально новая информация о физике пластичности и прочности, процессах упрочнения, динамике дислокаций, значение которой выходит за рамки того интервала температур, в котором проводятся исследования. [c.69]

Существенный вклад в АЭ при пластическом деформировании материалов вносит динамика дислокаций, хотя основная часть энергии, связанной с ней, превращается в тепло при взаимодействии дислокаций с термическими фононами. Согласно оценкам, на излучение упругих волн расходуется около [c.167]

Вопросы теории теплофизических и физико-химических явлений, сопутствующих плазменному напылению, рассмотрены в монографии В. В. Кудинова [8], В книге 19], написанной им совместно с В. М. Ивановым, даны практические рекомендации по защите различных материалов и конструкций плазменными покрытиями, описано оборудование и технология. Особенностям формирования плазменных покрытий из металлов, окислов и тугоплавких соединений на воздухе и в контролируемой атмосфере посвящена монография В. Н. Костикова и Ю. А. Шестерина [10]. В двух последних литературных источниках имеются сведения о методах испытаний и свойствах плазменных покрытий, приведен справочный материал. Интересным представляется подход в монографии Г. Г. Максимовича, В. Ф. Шатинского и В. И. Копылова [11] к разрушению материалов с плазменными покрытиями. Анализируются различные варианты механизмов упрочнения и разупрочнения композиции основной металл — покрытие с точки зрения изменения потенциального энергетического барьера и динамики дислокаций у поверхности раздела. Проводится оригинальная аналогия менаду процессами образования и разрушения покрытий. [c.12]

Дислокационная модель пластической деформации позволяет объяснить сложный характер поведения материала под нагрузкой, в том числе различное влияние скорости и температуры на величЖу сопротивления материала- деформаций,-явление задержки текучести и эффекты, связанные с историей нагружения. Большое число параметров, характеризующих дислокационную структуру материала и динамику дислокаций, не позволяет на основании этой модели количественно определить поведение материала под нагрузкой. В связи с этим основой для построения модели материала и установления уравнений [c.16]

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]

В металлах структурное состояние определяется размерами зерен, блоков и других параметров микроструктуры и плотностью дефектов кристаллической решетки — линейных, точечных и т. д. При высокоскоростной деформации, контролируемой динамикой дислокаций, структурное состояние материала достаточно полно может быть охарактеризовано плотностью дислокаций и концентрацией дефектов различной физической природы на пути их движения. Обычно принимается, что с ростом пластической деформации возрастает плотность дислокаций,, изменяясь от начальной плотности Z-o до величины L — Lof en). Функция размножения чаще всего аппроксимируется линейной или степенной зависимостью (для области малых степеней деформации) /(е ) = 1где aj и xi — постоянные, характеризующие материал. [c.41]

Изменение сопротивления сдвигу с ростом деформации т(бп) связано с изменением плотности и подвижности дислокаций,, концентрации барьеров на пути движения, высоты барьеров, величины активационного объема и других параметров, определяющих динамику дислокаций. Ввиду сложного характера связи между этими параметрами используется упрощенный подход, в соответствии с которым плотность дислокаций L и средняя скорость их движения представ.пяются в виде функций одной переменной-— соответственно величины пластического сдвига и сдвиговых напряжений (этот подход допустим для ограниченного диапазона изменения условий нагружения) [c.41]

Изложенная модель хорошо объясняет также спектр низких значений энергии активации для приповерхностной деформации выше (гл. 2, 5) и ниже (гл. 6, 7) температурного порога хрупкости, который, по-видимому, отражает условия миграции вакансий, а также их облегченное зарождение вблизи свободной поверхности. С указанных позиций легко снимаются также противоречия между теорией и экспериментом в области динамики дислокаций в ковалентных кристаллах, которые впервые были объяснены Л.С.Милевским с сотр. [497—500], а также появление донорного или акцепторного эффектов при микродеформации. Действием осмотических сил [c.257]

В последнее время методы калибровочных полей используются для описания структуры и физических свойств неупорядоченных систем. При этом наряду с изучаемыми в механике сплошных сред физическими полями (поле деформаций) появляются калибровочные поля, описывающие дефекты (дислокации, дисклинации, точечные дефекты), ответственные за неупорядоченность [1—8]. Так, в работах [1—2] в качестве калибровочной группы введена группа СЬ(3), что позволяет описать дислокации Сомилианы [9]. В работе [3] взята группа аффинных преобразований ОЬ(3)[>Т(3), что позволило учесть трансляционный вклад в деформацию. Наконец, в работе [4] калибровочной группой является полупрямое произведение группы вращений 80(3) и группы трансляций Т(3), 80(3)>Т(3). Обобщение нелинейной теории упругости локализаций группы 80(3)[>Т(3) дает возможность построить динамику дислокаций и дисклинаций. [c.20]

Практические применения акустической эмиссии чрезвычайно разнообразны. Однако главной областью применения акустической эмиссии в настоящее время является неразрушающий и оперативный контроль инженерных конструкций и сооружений. Основным достоинством методов неразрушающего контроля с использованием акустической эмиссии, делающих их особенно ценными, является тот факт, что эта эмиссия сопровождает только развивающиеся, т. е. наиболее опасные дефекты. Другая привлекательная сторона применения акустической эмиссии связана с тем, что источником звука, и притом довольно мощного, в этом случае являются сами дефекты, благодаря чему задача обнаружения и локализации дефекта (источника акустической эмиссии) значительно облегчается [63, 64]. В частности, для этой цели могут использоваться методы, ранее развитые в сейсмологии, например метод триангуляции. Большая практическая ценность акустической эмиссии вызвала резкий всплеск активности исследований в этом направлении, главным образом экспериментальных, в результате чего за относительно короткий период времени методы контроля, основанные на акустической эмиссии, получили широкое распространение в тех областях, где выход изделия из строя влечет за собой катастрофическое разрушение. К наиболее важным областям использования акустической эмиссии относятся ядерная энергетика, морской и воздушный транспорт, трубопроводы. Разумеется, весьма велико значение ее и для чисто физических исследований, так как сигналы эмиссии могут дать важные сведения о динамике дислокаций, закономерностях движения 1рещин, кинетике разрушения и т. д. [c.279]

Экспериментальные измерения Д. п. позволяют непосредственно изучать кинетику и динамику дислокаций такие измерения могут быть также использованы в качестве экспресс-методов для регистрации весьма тонких изменений в дислокационной структуре кристаллов при различного рода внешних воздействиях — механических, температурных, иони-зируюш,их облучений и т. д. Наблюдение характеристик возврата Д. п. даёт возможность определять активационные энергии вакансий, дивакансий, примесей. На практике метод [c.118]

Хорошо известно, что образования дефектов в существенной степени определяет свойства материалов. Точечные дефекты играют основополагающую роль во всех макроскопических свойствах материалов, связанных с механизмами диффузии атомов и электронными свойствами в полупроводниках. Общепризнано, что линейные дефекты, или дислокации, являются основными элементами, определяющими пластичность и хрупкое разрушение (рис. 20.1). Индивидуальные дефекты в твердых телгьх сейчас исследуются уже на весьма высоком уровне, и несмотря на это исследования коллективного поведения дефектов в неравновесных условиях делают лишь свои первые шаги. Тем не менее в последние годы достигнут существенный прогресс в изучении динамики дислокаций и пластических неустойчивостей, в связи с чем приобрела важное значение теория нелинейных явлений. [c.433]

Смотреть страницы где упоминается термин Динамика дислокаций : [c.375] [c.40] [c.197] [c.43] [c.179] [c.264] [c.269] [c.273] [c.275] [c.278] [c.279] [c.141] [c.17] [c.166] [c.273] [c.275] [c.186] [c.217] [c.286] [c.262] [c.233] [c.257] [c.217] [c.218] [c.308]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...