Возникновение и движение дислокаций. Плотность дислокаций

Дислокация представляет собой энергетически неуравновешенный атомный комплекс с повышенной свободной энергией. Под влиянием внешнего силового (энергетического) воздействия она начинает двигаться к положению с наименьшей свободной энергией (стабильному состоянию). В процессах возникновения и движения дислокаций, в том числе при пластической деформации, они перемещаются к поверхности, где увеличивают плотность участков с повышенной свободной энергией, повышенной активностью, что имеет большое значение при сварке металлов давлением в твердом состоянии. [c.472]

Так как возможность возникновения вокруг новых (размноженных при деформации) дислокаций атмосфер определяется соотношением скоростей движения дислокаций и диффузией межузельных атомов, то повышение плотности дислокаций зависит от температуры и скорости деформации. При 0>0с дислокации становятся более подвижными из-за высокой диффузионной подвижности атомов внедрения. Поэтому при 0>0о наблюдается резкое падение сопротивления деформации (см. рис. 247). С повышением скорости деформации диффузионной подвижности внедренных атомов недостаточно для закрепления вновь образовавшихся при деформации дислокаций, которые двигаются уже с большей скоростью. Поэтому с повышением скорости деформации пик деформационного старения может или смещаться в область высоких температур, или вовсе исчезать (см. рис. 247). [c.465]

Авторы [9,28] отдают предпочтение полигонизационному механизму образования ячеистой структуры, согласно которому существенную роль в формировании дислокационных ячеек играют процессы переползания краевых компонент дислокаций. Этот процесс, как известно, является самым медленным звеном полигонизации, поскольку требует переноса массы за счет диффузии точечных дефектов [9]. Избыточная концентрация точечных дефектов в деформируемом кристалле обусловлена возникновением, движением и взаимодействием дислокаций в процессе деформации, поскольку каждая дислокация, пересекаясь с дислокациями леса высокой плотности, приобретает значительное число порогов, способных порождать при дальнейшем перемещении вакансии и междоузельные атомы. В работе [9] особо подчеркивается качественно различный характер ячеистой структуры, возникающей на ранних и конечных стадиях деформации, причем это различие проявляется как в механизме образования дислокационных ячеек, так и механизме передачи пластической деформации через границы ячеистой структуры. На ранних стадиях деформации границы ячеек представляют собой клубки, сплетения, вытянутые вдоль плоскостей скольжения и в направлении скольжения. При дальнейшей пластической деформации формируется разориентированная ячеистая структу- [c.123]

При низкотемпературной пластической деформации, когда полигонизационные процессы затруднены, пространство между возникшими на ранних стадиях пластической деформации сплетениями быстро заполняется дислокациями, причем с понижением температуры однородность такого распределения нарастает. Дальнейшая пластическая деформация сопровождается исключительно высокой концентрацией точечных дефектов благодаря пересечению движущихся дислокаций с дислокациями леса высокой плотности (Л/д= 10 —10 м ) и образованию значительного количества порогов, порождающих при дальнейшем перемещении дислокаций вакансии и межузельные атомы. После низкотемпературной деформации всего лишь на 10% концентрация точечных дефектов возрастает до 10 —10 ° см т. е. nlN= = (10 —10 " ). Таким образом, достигается концентрация, равная концентрации вакансий Ю"" при температуре плавления. Рост концентрации точечных дефектов и особенно вакансий приводит к увеличению объема при пластической деформации на величину до 0,25%. Процессу образования разориентированной ячеистой структуры в области низких температур (0,2—0,3) Гпл способствует хаотическое распределение дислокаций высокой плотности, приводящее к возникновению точечных дефектов. Увеличение точечных дефектов способствует переползанию краевых дислокаций и, следовательно, как и при полигонизации с развитым неконсервативным движением дислокаций, возможно образование разориентированной ячеистой структуры. При этом пластическая деформация при низкой температуре сопровождается уменьшением размеров ячейки в направлении деформирующего усилия и ее увеличением в направлении вытяжки при прокатке, прессовании, волочении. В связи с этим возникает слоистая ячеистая структура. Особенностью дислокационного строения такой структуры является то, что плотность дислокаций внутри таких ячеек сущ ественно не изменяется, т. е. дислокации, вызывающие изменение формы слоистой ячейки, выходят на ее поверхность или поверхность зерна. [c.254]

Считают, что второй пер,иод связан с интенсивным образованием вакансий и их оттоком в субмикроско-пические нарушения сплошности. С появлением субми-кроскопических трещин плотность дислокаций уменьшается и, следовательно, облегчается движение доменных границ. Поэтому если в первом периоде магнитная проницаемость снижается, а электрическая проводимость не изменяется, то во втором периоде магнитная проницаемость увеличивается, а электрическая проводимость снижается. В третьем периоде субмикроскопические трещины перерождаются в микротрещины. При этом движение доменных границ еще больше облегчается, что вызывает увеличение магнитной проницаемости. При увеличении напряжений плотность образующихся полос скольжения выше и поэтому трещины появляются раньше. Важным предшественником их появлеиия является возникновение на поверхности детали шероховатости. На процесс упрочнения при начальных стадиях зарождения трещины оказывает влияние большое число факторов (вид нагружения, способ задания нагрузки, уровень нагружения, асимметрия цикла и т. д.). Общая долговечность образца с увеличением его размеров уменьшается, [c.160]

Влияние характера движения индентора. При возвратно-поступательном движении индентора сохраняется периодический характер накопления пластической деформации (рис. 45), но но сравнению с аналогичными условиями трения при движении индентора в одном направлении [116]J наблюдаются некоторые отличия. Увеличение ширины дифракционных линий (110) и (220) a-Fe на начальной стадии процесса в первом случае происходит медленнее, чем во втором. Число циклов до разрушения по результатам рентгеновского анализа составляет 11, по результатам измерения микротвердости — 13, т. е. практически равно его значению нри движении индентора в одном направлении в аналогичных условиях трения. Однако процесс нарушения сплошности развивается более интенсивно. Об этом свидетельствует более полное снятие мик-ронанряжений при установившемся значении величины блоков и вид поверхности образца, свидетельствующий о том, что разрушение охватывает значительный объем [116]. Определение интенсивности износа показало, что при возвратно-поступательном движении индентора отделение частиц износа происходит раньше, чем при движении индентора в одном направлении. Такое расхождение между закономерностями структурныхГизменений и разрушением поверхностного слоя стали 45 обусловлено тем, что при возвратно-поступательном движении индентора большое значение приобретают процессы разрушения, связанные с возникновением вакансий и ростом их плотности [117], что не влияет на ширину дифракционных линий, связанную только с плотностью дислокаций. [c.67]

Исследования ловушек, захватывающих электроны в щелоч-. иых галоидах, а также измерения плотности показали, что после щеформации —10% в 1 с-и возникает 3-10 вакансий. Этот эффект снимается при 300—350° С. Механизм возникновения вакансий при пластической деформации связан с увеличением плотности дислокаций и их движением. [c.54]

При напряжениях выше 0,12 Мн1м (1,2-10 дин1см ) на кривых ползучести появляется заметная деформация, связанная с развитием I стадии ползучести, и зависимость между скоростью ползучести и напряжением перестает быть линейной. Для этих условий нужно пользоваться уравнением (27). Поскольку величина не должна значительно меняться с изменением напряжения или температуры, логично предположить, что параметр р является главным фактором, отображаюшим соответствующие структурные изменения. Первоначальное деформирование металла при нагружении приводит к увеличению числа дислокаций. Однако в процессе неустановившейся ползучести величина должна уменьшаться, так как дислокации выходят на границы субзерен или в сплетения, а также в результате возникновения более эффективных барьеров, препятствующих движению дислокаций. Таким образом, уменьшение скорости ползучести на I стадии непосредственно связано с уменьшением плотности дислокаций. [c.280]

Процесс полигонизации может приводить к некоторому упрочнению. Так, например, в работе [82, с. 160] было показано, что после полигонизации чистого железа (деформация 16% -Ь отпуск 550°С) образцы оказались более твердыми по сравнению с образцами, только деформированными, имеющими ту же плотность дислокаций. Образование большеугловых границ на начальных стадиях рекристаллизации при незначительном уменьшении плотности дислокаций может также упрочнять металл. Влияние процесса полигонизации и начальных стадий процесса рекристаллизации на изменение свойств должно усиливаться загрязнением границ атомами углерода. Сегрегация углерода на образовавшихся границах увеличивает сопротивление пластической деформации за счет повышения сопротивления движению дислокаций при передаче деформации от зерна к зерну, а также за счет затруднения возникновения новых дислокаций на границах. Задержка в падении или некоторый рост величины а также длины площадки текучести (см, рис. 62) может в некоторой степени характеризовать затруднение возникновения дислокаций на границах зерен и субзерен. При исследовании отжига деформированного молибдена авторами работы [408. с. 710] было обнаружено, что при развитии процессов полигонизации и рекристаллизации микротвердость в сверхчистом молибдене непрерывно снижается, а при наличии небольшого количества атомов внедрения наблюдается повышение микротвердости. [c.207]

Однако образование трещин в аустенитных швах может происходить не только при температурах выше Тс, когда на границах кристаллитов есть жидкая фаза, но и при температу-pax ниже Тс, т. е. в твердом состоянии. Такие трещины называются подсоли-дусными. О природе этих трещин в настоящее время есть две гипотезы. Согласно первой, подсолидусные трещины связаны с явлением полигонизации — возникновения в аустенитном металле непосредственно после кристаллизации новых, вторичных границ как следствия движения дислокаций и их группировки в стенки . Там, где граница полигонизации совпадет с участками, загрязненными вредными примесями, и плотность несовершенств наибольшая, возникнут несплошности. В процессе развития трещин наблюдается избирательное проникновение в них некоторых примесей (например, сульфидной эвтектики и др.). Поскольку температурный интервал полигонизации, составляющий всего несколько десятков градусов, рассматривается как часть ТИХ, к данному случаю вполне уместно применить общую схему межкристаллитного разрушения. [c.349]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...