Дислокации переползание

Рис. 21. Движение краевой дислокации переползанием

Движение дислокаций, включающее как переползание, так и скольжение, имеет место при процессах деформации при высоких температурах и в процессах отжига после холодной деформации. Скорость таких процессов может быть исследована путем наб- [c.19]

Положим для определенности ст > О, Оуу < О, чему соответствует схема нагрузки на рис. 108. Тогда переползание дислокаций первой системы вызывает прорастание лишних атомных плоскостей, параллельных оси у, и происходит за счет испускания вакансий дислокациями. Переползание дислокаций второй системы сопровождается укорочением или растворением перпендикулярных атомных плоскостей, на что требуется поглощение вакансий. При заданной внешней нагрузке устанавливается некоторое динамическое равновесие между испусканием вакансий одной системой дислокаций и их поглощением другой системой дислокаций. Из условия баланса вещества вытекает условие стационарности процесса [c.318]

Из сказанного ясно, что движение дислокаций переползанием связано с массопереносом вещества — диффузией атомов (и соответственно вакансий) в решетке. Это требует дополнительной энергии активации, поэтому движение переползанием является более трудным, чем движение скольжения, осуществляется более медленно и только при сравнительно высоких температурах, обеспечивающих энергичное тепловое движение частиц. Из описанного механизма движения дислокаций переползанием следует, что подобное движение сопровождается образованием вакансий или, наоборот, их исчезновением, другими словами, дислокации могут являться источником или ловушкой ( стоком ) вакансий. [c.95]

Иную физическую природу имеет движение дислокаций переползанием. При этом движении линия дислокации перемещается в направлении, перпендикулярном плоскости скольжения и вектору [c.94]

Рис. 95. Преодоление препятствия (А) краевой дислокацией путем переползания в другую плоскость скольжения а — дислокация подошла к препятствию б — дислокационный сегмент перемещается в другую плоскость скольжения в — дис-локация проходит над препятствием .

Реальность данного механизма коррозионной усталости подтверждают исследования, показавшие что ползучесть (медленная пластическая деформация), которая также осуществляется путем переползания дислокации, ускоряется общей коррозией напряженного металла. Чем выше скорость коррозии, тем выше и скорость ползучести. Прекращение коррозии, например путем катодной защиты, ведет к уменьшению скорости ползучести до исходного значения. Влияние коррозии на ползучесть мелкозернисты, металлов наблюдается у меди, латуни [82], железа и углеродистой стали [83]. [c.164]

Дислокации могут перемещаться двумя существенно разными способами скольжением (консервативное движение) и переползанием (неконсервативное движение). [c.94]

Известно, что увеличение температуры повышает пластичность любого материала. Это влияние также во многом связано с поведением дислокаций при увеличении температуры уменьшаются напряжения, необходимые для движения дислокаций, и, кроме того, облегчается их способность к движению переползанием в другие плоскости скольжения, в результате чего скольжение начинает происходить по многим плоскостям, в MgO, например, напряжение, необходимое для движения дислокаций по плоскости (100) при комнатной температуре, в 50 раз больше, чем по плоскости (ИО), а при 1000°С эта разница снижается до 2—3 раз. [c.98]

Скольжение и переползание дислокации [c.251]

Описанное перемещение дислокации, скорость которого лимитируется диффузионными процессами, обеспечивающими изменение объема (15.39), называют переползанием или неконсервативным движением дислокации. [c.254]

Скольжение дислокации, лимитируемое переползанием [c.286]

И скольжение и переползание происходят под действием упругих напряжений. Скольжение, если рассматривать его как быстрое механическое движение, отличается от переползания своим пороговым характером оно начинается только тогда, когда напряжение превышает определенную величину — стартовое напряжение. Но в ряде кристаллов (например, во многих металлах) для начала перемещения дислокаций требуются сравнительно небольшие напряжения. [c.287]

Эти препятствия могут иметь разный характер. Ими могут быть дефекты типа примесей, закрепляющие линию дислокации лишь в отдельных точках. (Способы преодоления таких препятствий будут рассмотрены в следующем пункте). Но иногда происходит остановка скольжения дислокации на протяженном участке ее линии. Мы начнем с краткого анализа именно такой ситуации, поскольку в ней проявляется взаимосвязь скольжения и переползания. [c.288]

Часто возникают препятствия и другой природы. В сплавах, содержащих вторую фазу, мелкодисперсные частицы этой фазы взаимодействуют с дислокациями и также стопорят их скольжение. Стопоры любой природы останавливают движение дислокаций и возле них возникают скопления дислокаций (на рис. 94 показано скопление у стопора А). Скопление усиливает воздействие внешних напряжений на головную дислокацию, сдерживаемую стопором, и вынуждает ее выйти из своей плоскости скольжения. В результате головная дислокация переползает в другую плоскость скольжения, проходящую над или под препятствием, где ее движение не застопорено и где она может миновать препятствие. Последовательные этапы огибания препятствия путем переползания дислокации в другую плоскость скольжения схематически изображены на рис. 95 (а—в). [c.289]

Таким образом, хотя в рассматриваемом случае основным способом перемещения дислокации является скольжение, скорость пластической деформации кристалла лимитируется диффузионными процессами, обеспечивающими переползание дислокации. [c.289]

При анализе движения дислокации в 15 было показано, что переползание дислокации сопровождается неупругим изменением объема д (г), описываемым формулой (17.11). [c.314]

Таким образом, отличный от нуля поток точечных дефектов на ось дислокации вызывает переползание последней со скоростью (20.22). [c.315]

Причиной диффузионного потока на дислокацию, естественно, может служить пересыщение точечных дефектов в объеме кристалла. Однако диффузионный поток порождается также наличием силы,, действующей на дислокацию в направлении, нормальном ее плоскости скольжения. Пусть дислокация находится в поле напряжений, создающих силу Р, приложенную к единице длины дислокации. Тогда при переползании дислокации совершается работа, определяемая в единицу времени величиной РУ . Эта работа, отнесенная к одной вакансии, осевшей на дислокации, проще всего записывается [c.315]

Допустим, что переползание дислокации совершается достаточно медленно для того, чтобы в процессе движения у оси дислокации успевало устанавливаться равновесие точечных дефектов по отношению к их прохождению через поверхность дислокационной трубки. Тогда, как и в случае поры, мы сможем записать граничное условие для стационарного изменения химического потенциала вакансий на поверхности дислокационной трубки в виде [c.316]

Поскольку при расчете скорости переползания дислокации (20.22) используется только полный поток вакансий через единицу длины дислокационной трубки, то мы снова воспользуемся электро-диффузионной аналогией и применим формулу (20.13), в которой под Q и С следует понимать заряд и электрическую емкость единицы длины прямолинейного проводника. Элементарный расчет дает для величины полного потока (внешняя поверхность тела свободна р = 0) [c.316]

Переползание дислокации происходит вдоль оси у со скоростью Уу = (с 1Ь)1. При очевидном условии для дислокационной [c.316]

Переползание прямолинейной дислокации может завершиться только ее выходом на внешнюю поверхность образца (или на границу [c.316]

Механизм переползания прямолинейной краевой дислокации под действием упругих напряжений мы рассмотрели в предыдущем параграфе, где было отмечено, что наличие большого числа однотипных краевых дислокаций не может обеспечить стационарного течения кристалла. Но если в кристалле имеются две системы параллельных дислокаций, плоскости скольжения которых взаимно перпендикулярны, то процесс их переползания происходит при неизменном пересыщении точечных дефектов, а поэтому может быть стационарным. [c.317]

Считают, что коррозия ускоряет пластическую деформацию напряженного металла путем образования поверхностных решеточных вакансий, в частности сдвоенных вакансий (дивакансий). Последние при комнатной температуре диффундируют внутрь металлической решетки сквозь зерна и границы зерен металла на порядок быстрее, чем моновакансии . Появление дивакансий облегчает пластическую деформацию вдоль плоскостей скольжения вследствие процесса переползания дислокаций. Чем выше скорость коррозии, тем больше доступность дивакансий и, следовательно, тем более выражено образование выступов и впадин, включающихся в процесс развития усталости. Существование минимальной скорости коррозии, необходимой для развития коррозионной усталости, позволяет предположить, что с уменьшением скорости коррозии снижается и скорость образования дивакансий. Концентрация див.акансий падает, и прекращается их влияние на движение плоскостей скольжения возможно такое падение концентрации, при котором дислокации аннигилируют или заполняются атомами металла. [c.163]

Кроме рассмотренного типа движения дислокаций (скольжения), возможны и другие типы перемещения этого дефекта. Так, при диффузионном движении дислокации к краю экстраплоскости могут присоединяться новые атомы (например, из числа дислоцированных или ближайших соседей) илн вакансии. Это будет означать, что экстраплоскость будет удлиняться или сокращаться, что приведет к переползанию дислокаций в другую плоскость скольжения. Этот тип движения дислокаций, имеющий место для линейных дислокаций, как и всякий диффузионный процесс, происходит при повышенных температурах и не связан со сдвиговыми напряжениями. [c.279]

Дислокации можно также наблюдать прп помощи электронного микроскопа. Мы рассмотрели скольжение дислокаций, приводящее к пластическому течению твердого тела. Кроме этого типа движения, из-за диффузионных перемещений атомов или вакансий к концу экстраплоскости, последняя может удлиняться или сокращаться. Это означает перемещение дислокации из одной илоскости скольжения в другую. Такое переползание дислокации, как и всякое диффузионное явление, происходит при высоких температурах и не связано со сдвиговыми наиряжениями. Как и многие нарушения кристаллического строения, дислокация способна притягивать чужеродные атомы, так как образуется так называемое облако Котрелла. Это облако из-за притяжения к дислокациям атомов примесей мешает ее движению, что приводит к необходимости некоторого повышения напряжения для начала скольжения. Так как дислокация возникает в результате внутреннего сдвига части кристалла, [c.197]

При оседании пузырька на дислокацию энергия системы снизится, из-за того, что одновременно с этим исчезает отрезок дислокации длиной 2г и высвобождается энергия 2СЬЧ. Дальнейшее движение пузырьков затрудняется тем, что ему приходится увлекать за собой дислокацию. И наоборот, следует ожидать, что дислокации, движущиеся в процессе пластической деформации или переползания, стимулируемого требованием уменьшения внутренней энергии кристалла, будут увлекать за собой пузырьки. [c.55]

Механизмы размножения Д. (увели чения их суммарной длины в единице объема) основаны на прогибании под действием внешней силы линий Д., закрепленных на своих концах ка-кими-либо препятствиями. Таким удлинением является, напр., переход отрезка дислокации EFG, закрепленного в точках и G, в положение EF G. Притягивающиеся Д. с противоположными векторами Бюргерса, лежащие в одной плоскости скольжения, при сближении аннигилируют (рис., е). Разноименные Д. в различных плоскостях скольжения аннигилируют переползанием. Вследствие этого при высокотемпературном отжиге кристалла, способ ствующем диффузии и переползанию, плотность Д. уменьшается. Распределение Д. в деформированных кристаллах обычно неравномерно. При малой степени деформации (до 10%) они часто располагаются вдоль отдельных плоскостей скольжения, к-рые на поверхности кристалла выявляются методом избирательного травления в виде линий и полос скольжения. С увеличением степени деформации часто возникает ячеис-тая структура, выявляемая электронным микроскопом и по рассеянию рентгеновских лучей. Границы ячеек состоят из густо расположенных Д., размер ячеек обычно около 1 мкм. При размножении Д. средние расстояния между нимисокращаются, их поля напряжений перекрываются и скольжение затрудняется. Чтобы оно могло продолжаться, приложенное внешнее напряжение увеличивают (см. Деформационное упрочнение). Упрочнение кристаллов достигается также введением различных препятствий для движения Д. примесных атомов (в виде легирующих добавок), частиц второй фазы (возникающих в процессе термической обработки диффузионным путем или при бездиффузионных фазовых превращениях), двойников, радиа- [c.368]

В движении скольжением дислокация ограничена той поверхностью, в которой содержится как сама дислокация, так и ее вектор Бургерса. Это — единственная поверхность, если не иметь в виду винтовой дислокации, которая способна скользить в любом направлении. Движение из данной поверхности скольжения, которое называют переползанием, является более трудным. Достаточно рассмотреть краевую дислокацию. Для переползания атомы должны либо быть сняты с края внедренной полуплоскости, либо дополнительные атомы должны быть добавлены к этому краю. Эти процессы включают диффузию вакансий или дислоцированных атомов в кристалле. Поэтому такие движения осуществляются медленно и только при сравнительно высоких температурах. [c.19]

Пороги получаются не только при переползании, но также при скольжении когда движущаяся скольжением дислокация проходит через винтовую дислокацию, которая пересекает ее плоскость скольжения, части ее, проходящие справа и слева от винтовой дислокации, оказываются теперь на разных уровнях. Таким образом, на ней образуется порог при переходе. Дальнейшее движение путем скольжения этой дислокации при некоторых обстоятельствах эффективно инъектирует вакансии или дислоцированные атомы в кристалл. Концентрация этих несовершенств поэтому, как правило, далека от равновесия в процессе пластической деформации и непосредственно после нее. Этот вопрос был подробно рассмотрен Зейтцем [10]. [c.20]

В поле напряжений, возникающем от иных, несобственных источников (т. е. от приложенных извне нагрузок на кристалл или от других дислокаций), дислокация испытывает силы, которые стремятся заставить ее двигаться. Сила, стремящаяся вызвать скольжение дислокации, пропорциональна составляющей приложенного напряжения сдвига на ее плоскость скольжения, взятой в направлении ее вектора Бургерса. Сила на единицу длины равна этой составляющей напряжения, умноженной надлину вектора Бургерса. Она действует в плоскости скольжения в направлении, перпендикулярном линии дислокации. Таким образом, в случае замкнутой петли дислокации, лежащей в ее плоскости скольжения, приложенное напряжение сдвига обладает эффектом двухмерного давления, стремящегося растянуть или сжать равномерно петлю. Эта сила одинакова независимо от того, является ли дислокация краевого, винтового или промежуточного типа. Сила, стремящаяся вызвать переползание, зависит только от краевой компоненты дислокации и, взятая на единицу длины, равна этой компоненте, умноженной на осевое давление, параллельное ей. Ее можно представлять как силу, стремящуюся выжать экстраполуплоскость краевой дислокации. [c.22]

Полезно также представлять себе полумикроскопическую схему переползания дислокации. Эта схема демонстрирует, почему и [c.286]

Обратим внимание на особенность выражения (20.22) в случае чисто винтовой дислокации. Для винтовой дислокации =0, и при любом конечном потоке / полученная по формуле (20.22) скорость переползания винтовой дислокации обращается в бесконечность и становится неопределенной по направлению. Эта особенность имеет следующий физический смысл винтовая дислокация является абсолютно неустойчивой по отношению к переползанию в результате конденсации точечных дефектов. Сколь угодно малый поток точечных дефектов приводит к перемещению винтового участка дислокации, заканчивающемуся таким изгибом дислокационной линии, который приобретает краевую составляющую вектора Бюргерса и препятствует дальнейшему ее движению (за счет возникновения дополнительных сил линейного натяжения). Легко понять,, что в изотропной среде вначале прямолинейная винтовая дислокация после потери устойчивости под действием однородного по ее длине не очень сильного потока приобретает форму геликоида (винтовой линии), ось которого совпадает с первоначальным направлением дислокации. На рис. 107 изображена гелм/соыйалбная дислокация,, закрепленная в точках Л и В. [c.315]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология