Дислокации превращения

Ясно, что введение понятия вектор Бюргерса дислокации превращения е всегда просто, и э )му вопросу посвящено большое число публикаций (см., например, [95—98]). [c.31]

Принципиально новым моментом для дислокации превращения по сравнению с полными дислокациями является появление дополнительных сил, действующих на нее в кристалле. [c.32]

Ри с. 2.4. Определение знака термодинамической силы, действующей на дислокацию превращения 1 — неравновесная фаза (при данной температуре), 2 — равновесная фаза (заштрихована). Стрелкой указано направление действия силы [c.34]

Рис. 2.5. Определение знака силы, действующей на дислокацию превращения. Дислокация находится на границе раздела фаз 1 2 с различными диэлектрическими или магнитными восприимчивостями

Существует еще одна сила торможения, специфичная для дислокации превращения, если соответствующее превращение является фазовым пе- [c.34]

Для нас важно, что, согласно данным математического моделирования, толщина межфазных границ при мартенситных превращениях составляет несколько ((1-10)а) межплоскостных расстояний и соответственно механизмом их перемещения, как правило, может являться тангенциальное движение дислокаций превращения. [c.50]

В работе [289] сделан важный вьшод, что тот факт, что одни и те же кристаллы мартенситной фазы могут менять свои размеры как при изменении температуры, так и при изменении внешних напряжений, не изменяя ориентировки межфазной границы, говорит о том, что эти два явления имеют один и тот же атомный механизм. Таким механизмом, как это теперь очевидно, является перемещение дислокаций превращения либо под действием внешних упругих напряжений, либо под действием термодинамических напряжений вдоль границ сопряжения фаз. [c.150]

Итак, после возникновения мартенситного включения в однородном упругом поле оно пробьет образец и превратится в плоскопараллельную прослойку. Для утолщения прослойки нужны меньшие напряжения, чем для образования включения конечной длины, поэтому произойдет спад нагрузки и на кривой ст-е появится зуб текучести (участок 7-2 кривой / на рис. 6.15), После того как границы прослойки пройдут через весь образец, начнется упругая деформация мартенситной фазы (участок 3 4). На начальном этапе разгрузки (участок 4—5) эта упругая деформация будет снята, после чего начнется возвратное движение границы с постоянной скоростью путем перемещения дислокаций превращения в противоположную сторону под воздействием напряжений о у. (участок 5-б) остаточ-ные мартенситные прослойки в отличие от двойниковых являются при Т > Го упругими. Гистерезис между нагрузкой и разгрузкой Ор в слу- [c.178]

Рассмотрим ансамбль одинаковых упругих доменов длины 2Ь, образующих бесконечную стенку в неограниченном кристалле (рис. 7.8а). Пусть с - расстояние между доменами каждый из них настолько тонкий, что его можно представить в виде плоского скопления дислокаций превращения (рис. 7.86). Для определенности будем рассматривать доме-щы, образованные скоплениями краевых дислокаций. Распределение дислокаций во всех доменах предполагается одинаковым и будет описьшаться плотностью дислокаций р = р (д ). [c.195]

Если известны силы упругого и неупругого происхождения, действующие на отдельную дислокацию превращения, то уравнение (7.1) можно рассматривать как сингулярное интегральное уравнение для определения функции р(х). Ясно, что функция р х), являющаяся решением уравнения [c.196]

Иначе обстоит дело, когда деформация сопровождается фазовым превращением в кристалле. В этом случае пластичность может реализоваться перемещением так называемых дислокаций превращения. Перемещение таких дислокаций сводится к смещению границы раздела фаз. Энергетическая выгодность одной из фаз и наличие межфазной поверхностной энергии приводят к возникновению однонаправленных внутренних сил, действующих на дислокации превращения. Эти силы могут регулироваться изменением внешних параметров, смещающих равновесие фаз. При опре- [c.10]

Несколько слов об отношении излагаемых в книге вопросов к общему положению, сложившемуся в физике дефектов к настоящему времени. В последние годы стало очевидным, что механические свойства сильно деформированных твердых тел или кристаллов со сложной дислокационной или двойниковой структурой очень трудно выразить непосредственно через микроскопические свойства дефектов (дислокаций). Возникла необходимость пользоваться свойствами коллективных образований типа ансамблей дислокаций, дисклинаций и штнарных дефектов, описывающих ротационные степени свободы пластической деформации. Переход к этим представлениям отвечает переходу от микроскопического рассмотрения к следующему структурному уровню (условно, - уровню мезоэф-фектов), удобному для анализа механических свойств деформированных кристаллов. В случае обратимой пластичности подобными коллективными образованиями являются гшоские скопления дислокаций превращения на межфазных границах или скопления двойникующих дислокаций на двойниковых границах. Именно в этих терминах удобно описывать основные закономерности обратимой пластичности кристаллов. [c.12]

Реалшая граница фаз обычно не совпадает с инвариантной плоскостью, и тогда ее можно разбить на участки когерентных границ, отдаленных друг от Друг не (сими ступеньками . Эти ступеньки играют принципиапьную роль в кинетике фазового превращения, так как на них реализуется перестройка элементарной ячейки кристаллической решетки и с ними связано понятие даслокаций превращения. Впервые это было понято и описано применительно к процессу механического двойникования (Влади- мир< ий, 1947 [84] Франк и Ван-дер-Мерве, 1949 [85]), поэтому именно тот случай мы используем для определения двойникующей дислокации I как примера дислокации превращения. [c.29]

В случае ряда мартенситных превращений происходит аналогичная перестройка с инвариантной плоскостью. Если на этой плоскости находится ступень, п которой граница переходит из одной плоскости решетки в соседнюю, то такой дефект будет обладать свойствами, весьма близкими к свойствам двойникующей дислокации. Его называют дислокацией превращения Скольжение дислокации превращения вдоль границы приводит к распространению фазового превращения. Впервые представления о даслокациях превращения были введены в работе [Й]. [c.31]

В некоторых кристаллических структурах перестройка, осуществляемая дислокациями превращения, не сводится только к однородной де-формации рещетки. Наряду с ней в ядре дислокации происходит определенная "перетасовка атомов с различными позициями в элементарной ячейке. В этом " случае дислокации превращения называют зональными дислокациями превращения. Зональные дислокации превращения, осуществляющие двойникование и мартенситное превращение, рассмотрены в [99]. [c.31]

Второй тип сил неупругого происхождения появляется при изучении частичных дислокаций в кристалле, представителями которых выступают двойникуюшие дислокации и дислокации превращения. Отдельная частичная дислокация ограничивает некоторый дефект упаковки (моноатомную двойниковую прослойку, моноатомную прослойку новой фазы при фазовом превращений) и испытывает действие силы поверхностного натяжения, связанного с поверхностью дефекта. Эта сипа всегда направлена в плоскости дефекта по нормали к линии дислокации в данной точке. [c.33]

Указанна разность (2.4) порождает силу, действующую на дислокацию превращения, которая в пересчете на термодинамические напряжения [Ю5 рЛвна [c.33]

Аналогично можно показать, что если дислокация превращения находится на границе двух фаз, обладающих р зными поляризуемостями, то во внешнем электрическом поле Е возникнут дополнительные напряжения, действующие на дислокацию превращения, [c.34]

Перемещение дислокации превращения вдоль границы раздела фаз приводит к вьщелению (или поглощению) теплоты вдоль оси дислокации. Если скорость движения дислокации не очень высока, то окрестность ядра дислокации успевает принять температуру, которая выше (или ниже) температуры образца Т вдали от дислокации. Допустим, для определенности, что Т < То (Та - температура мартенситного превращения) и что движение дислокации происходит в направлении, способствующем переходу в низкотемпературную фазу, а потому связанном с вьщетением теплоты, приводящим к локальному разогреву. Последний вызовет процесс теплоотвода от ядра дислокации. [c.35]

Подводя итог рассмотрению сил, действующих на дислокации превращения, п 2дЧёркнем, что силы неупругого происхождения могут быть включены 9 континуальное рассмотрение только в виде феноменологических параметров,. Но если такие величины, как удельная теплота превращения Д С/, температура равновесия фаз Го, макроскопические электрические (Хэ) и магнитные (Хм) характеристики фаз, как правило, хорошо известны, то феноменологические параметры, характеризуюшие силы Пайерлса, поверхностного натяжения (по существу, межфазной поверхностной энергии), а также величины, характеризующие термоактивируемое дви-51 ение дислокаций, могут быть определены либо в специально поставленных количественных экспериментах, либо соответствующим теоретическим расчетом путем перехода на более глубокий, атомный уровень. Наиболее перспективным в последнем случае является использование метода матема11 еского моделирования. [c.35]

Можно ожидать, что основные закономерности атомной структуры двойниковых границ и ядер двойникующих дислокаций имеют место и в случае межфазных границ и ядер дислокаций превращения. Дело в том, что исследование характера атомных перестроек в процессе мартенситного превращения методами математического моделирования представляет собой более сложную задачу, чем в случае даойникования (трудности подбора межатомного потенциала взаимодействия, требования равенства термодинамического состояния контактирующих фаз и т.п.). Поэтому подобные систематические исследования только начали появляться (см., например, [160-162]). [c.50]

В работе [160] анализируется атомная структура межфазной границы между ГЦК и ГПУ фазами для двух ориентац ш габитусной плоскости для (111) ГЦК/(001)ГПУ и сопряженной ей (557) ГЦК/(331) ГПУ. Релак-сированная структура границы (111) ГЦК/(001) ГПУ практически не отличается от исходной, за исключением очень малого растяжения в направлении, нормальном к поверхности раздела фаз. Вблизи границы (557) ГЦК/(331) ГПУ примерно в 12 плоскостях, параллельных границе, происходит сближение в пары плоскостей и некоторое увеличение атомных расстояний между спаренными плоскостями. Энергия этой границы существенно выше предыдущей. Однако, по мнению авторов, этого недостаточно для объяснения того обстоятельства, что граница (557) ГЦК/(331) ГПУ практически не наблюдается в эксперименте. Необходимо было бы посмотреть, каковы условия движения дислокаций превращения вдоль этих границ. [c.50]

Подчеркнем, что при двойниковании плоскость двойникования, как I правило, является инвариантной плоскостью. Поэтому процесс механического двойникования можно описать с помощью двойникующих даслокаций, скользящих вдоль инвариантной плоскости. Аналогично этому процесс мартенситного превращения можно свести к перемещению дислокаций превращения, если плоскость сопряжения фаз является инвариантной плоскостью. Однако граница фаз при мартенситном превращении не всегда совпадает с инвариантной плоскостью. Но в случае, когда граница сопряжения фаз мало отклонена от инвариантной плоскости, ее тонкую структуру можно представить себе как последовательность участков инвариантной плоскости, разделенных ступенями. Последнее по-прежнему позволяет [c.145]

Дпя формирования атомной модели дислокации превращения необходимо знать кристаллическую структуру фаз и их взаимные кристаллографические ориентировки, а также плоскости для сопряжения. Все эти детали структуры в конечном счете определяют форму мартенситных кристаллов. Форма мартенситных кристаллов исследовалась в [290]. Чтобы избежать дополнительных усложнений, порожденных внутренними напряжениями, использовались образцы, имеющие форму пластин, толщина которых бьша равна линейным размерам зерна исходной фазы. При такой форме образцов кристаллы мартенсита имели весьма совершенную огранку и, как правило, проходили через всю толщину пластины (рис. 5.4). С одной стороны они были выпуклы, с другой — вогнуты. Эти кристаллы обьино начинают расти от границ зерен или свободных поверхностей образца и движутся в направлении острия. Их боковые грани перемещаются в направлени] , перпендикулярных этим поверхностям. Такие кристаллы имеют в средней части хребет (среднюю плоскость иногда ее называют midrib), образующийся в результате различного макроскопического смещения материала, составляющего две половины мартенситного кристалла. В экспериментах [291] наблюдаются копьевидньхе включения разных [c.150]

Но вернемся к анализу структуры копья и проблеме его моделирования. Равновесная форма копья может бьпь описана с помощыо дислокационной модели, предложенной в работе [306]. Анализируется плоская задача, в которой контур копья изображает сечение мартенситного включения, бесконечно протяженного в направлении, перпендикулярном плоскости рисунка. Половинкам мартенситного клина сопоставляются пло-кие скопления прямолинейных дислокаций превращения противоположного знака (рис. 5.11). Отвлекаясь от выбора направления вектора Бюргерса отдельной дислокации, согласованного с описанной вьпие известной структурой копья, можно считать дислокации винтовыми (мы не претендуем на количественные результаты, а качественным выводам это упрощение не повредит). . [c.157]

На 1 1с. 6,6 показаны две гистерезисные петли в сплаве Си—А1—Ы1 при разной ориентации оси растяжения [322]. Видно, что ориентация/ более выгодна , так как петля гистерезиса очень узкая (рте. 6.6а). В этом случае зарождение мартенсита происходит в ииде одной или нескольких плоскопараллелкных пластин. По мере увеличения деформации прослойки утолщаются и сливаются, образуя единую область с плоскопараллельными границами, которые, не меняя ориентации, движутся, постепенно превращая весь объем образца в мартенситную фазу. Граница фаз в этом слуеде имеет структуру типа когерентной двойниковой границы, по которой легко скользят дислокации превращения. Их движения одинаково облег-чгно и в прямом, и в обратном направлении, В результате достигается максимальная деформация (около 10%) й совершенно ничтожна остаточная деформация. [c.166]

Факторами, лимитируюхцими скорость перемещения границы, может являться как скорость зарождения новых дислокаций превращения, так и их подвижность. В случае двойникования, как показано в [241], чем выше уровень напряжений, тем все в большей и большей степени лимитирующую роль в процессах перемещения границы играет зарождение двойникующих дислокаций. Поэтом) при малых скоростях деформации, когда скорости перемещения межфазных границ невелики (такая ситуация, как правило, имеет место при измерении сверхупругих петель), логично использовать подход, развитый для описания движения остаточной границы двойника (см. гл. 4), [c.178]

Таким образом, гистерезис определяется параметрами, характеризующими подвижность дислокации превращения и скоростью перемещения границы V. Поскольку К е (е — скорость деформирования), то в области малых скоростей деформирования можно ожидать, что Да 1пё, а в области больших скоростей Да > /ё. Эти предположения качественно согласуются с экспериментальными данными [323]. Согласно полученгамм соотношениям, в диапазоне больших скоростей движения Да > и температурная зависимость Да должна быть такой же, как и температурная зависимость константы демпфирования В. Обычно В является убывающей функцией температуры следовательно, при больших скоростях движения границы следует ожидать убьшания Да по мере увеличения температуры. В области же малых скоростей движения Да Т. [c.179]

По мере увеличения скорости деформации скорости перемещения дислокаций превращения растут, их плотность на границе падает, и на каком-то этапе распределение дислокаций на границе уже нельзя охарактеризовать с помощью непрерьшной функции р (л ). Лимитирующим движение границы фактором становится размножение дислокаций. Развитый выше подход в этой ситуации уже неприменим, и следует использовать подход, развитый в цикле работ Сумино и др. [236, 326-328], В этом подходе двойниковая граница рассматривается как поверхностная дислокация. Процессом, лимитирующим ее распространение, является зарождение перегибов на такой поверхностной дислокации, которое происходит термоактивируемым образом. Этими перегибами, по существу, являются обычные двойникующие дислокации. После возникновения петли такой дислокации она очень быстро распространяется вдоль границы, и дальше ситуация воспроизводится заново. Ни характер движения двойникующей дислокации, ни взаимодействие между ними не рассматриваются. Простое [c.179]

Поскольку гистерезис при сверхупругости сегнетоэластиков, по-видимому, определяется силами торможения дислокаций превращения типа сил сухого трения, то это явление должно сильно зависеть от температуры. [c.194]

В случае мартенситных кристаллов, представимьк в виде плоского скопления дислокаций превращения, ситуация в значителЬ Нйй степени аналогична таковой при двойниковании добавляются лицв термодинамические силы, действующие на дислокации превращения [c.208]

Для двойников в цирконии 4 [ 194]. Таким образом, как и в случае микродвой1шков и микротрещин [194, 453], ведущим механизмом АЭ, сопровождающей образование микрокристаллов мартенсита под сосредоточенной нагрузкой, по-видимому, является переходное излучение звука (в данном случае переходное излучение звука дислокациями превращения). [c.231]

Для количественного описания сверхупругости в высокотемпературной сверхпроводящей керамике необходим на бор феноменологических пара- метров теории (см. гл. 3 н 4)-Приведем те из них, которые могут быть определены на основе имеющейся в настоящее время инфор-мащ1и. Для низкотемпературных релаксационных пиков поглощения звука в [514] получено значение энергии активации 0,17 эВ (частота попыток 4-10 с" ). Основываясь на том, что в обычных материалах пики поглощения с аналогичными значениями активационных параметров обусловлены движением дислокации в рельефе Пайерлса, авторы предполагают, что гистерезис упругих модулей обусловлен перемещением системы двойникующих дислокаЩ1Й или дислокаций превращения. [c.248]

В рамках дислокахщонного подхода рост мартенситных включений описывается как механическое движение скоплений дислокаций превращения по межфазной границе. Любые внешние воздействия, приводящие к перемещению даслокаций щ)евращения, меняют объемное содержание мартенситной фазы. При наличии внешних электрических и магнитных шлей на дислокацию превращения действуют дополнительные напряжения обусловленные разлйчиялш между электрическими и магнитными восприимчивостями фаз соответственно (см. [307] и 2.2). Заметим, что в Случае, когда одна из фаз становится сверхпроводящей, при включении магнитного поля происходит резкое изменение ее магнитных свойств, что может привести к нетривиальным последствиям в поведении дислокаций превращения. [c.250]

Мы не будем останавливаться на таких интересных оЬобенностях влияния на сверхпроводящие характеристики гетерофазных сверхпроводиков, такого явления, как крип магнитного потока вдоль границ раздела. Заметим лишь, что перемещение двойникующих дислокаций или дислокаций превращения вдоль границ может инициировать движения вихревой решетки. [c.253]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология