Оглавление:
Источники дислокаций
- Источником дислокаций. Как мы уже видели, пластическая деформация кристаллов связана с выделением внешних дислокаций или блокированием их на границах зерен; поэтому некоторой степени пластической деформации на практике это не наблюдается, наоборот, количество дислокаций увеличивается в результате пластической деформации. Поэтому в процессе пластической деформации должно быть несколько механизмов возникновения новых дислокаций.
Чтобы объяснить этот механизм, мы должны сначала ввести понятие общего вида дислокации, а не Краевой дислокации. В общем случае мы можем представить себе, что ось дислокации — это любая пространственная кривая G, оставляющая оба конца бесконечно замкнутыми. Для риса. 95 показывает замкнутую линию дислокации. Чтобы произвести дислокации, provesti148 требует физической основы прочного металла и сплава[GL. В Контур G делает разрез с этой стороны через любую грань 2
и смещает стороны разреза относительно друг друга на величину вектора бюргера B. Людмила Фирмаль
приведенное выше определение явно удовлетворяет и граничной дислокации; ее ось представляет собой бесконечную прямую, она замыкается в бесконечной точке, поэтому поверхность разреза представляет собой бесконечную полуплоскость. Те же соображения в случае краевых дислокаций убеждают нас в том, что дислокации общих типов могут перемещаться через Qi Рис, 95. Геометрическая поверхность, где генерация параллельна вектору гамбургера. Представьте, что в Кристалле есть какая-то дислокация с изогнутой осью.
В реальной кристаллической структуре такие дислокации очень ограничены в возможности перемещения, дислокации находятся в плоскости возможного смещения кристаллов, и вектор гамбургера находится в этой плоскости, но иногда встречаются элементы PQ линий дислокации(рис. 96) эти условия выполняются., Райс, 96. Он находится в плоскости самой плотной упаковки атомов, и вектор гамбургера находится в той же плоскости. Когда тангенциальное напряжение, вызванное внешней силой, действует в плоскости скольжения, дислокационные линии стремятся к перемещению. Но его конец удерживается в точке p и точке q, поэтому он изгибается по определенной кривой.
- Чтобы определить форму этой кривой, применим принцип возможных смещений к дислокационному равновесию и справедлив для любой механической системы. Ds-элемент длины дислокационной линии, а Q-радиус кривизны (рис. 97). Давай рассказывай точки линии дислокации движутся в направлении, нормальном, элемент ДС займет положение D’. Заштрихованная область ds[добавить§ 69] источник дислокации 14″ Смещение режущей стороны на величину вектора B необходимо для преодоления сопротивления от тангенциального напряжения, действующего на скользящую поверхность, то есть для проведения работы xbdsb элемента ds ’ больше, чем значение элемента ds, & d~s^D чертежи видны из значения b ds.
Поскольку энергия дислокации на единицу длины равна w’, энергия элемента DS увеличивается на DS. Если уравнять это значение с работой тангенциального напряжения、: И так оно и есть. xbdsbu= — ДС бу. е (69.1) Линии дислокации-это окружности, проходящие через точки p и q. Энергия на единицу длины произвольной дислокации определяется в достаточной степени по той же формуле, что и граничная дислокация: IT=O, 5Z> * G. Т=0,5 и. (69.2) см. рис. 96, мы видим, что существует минимальный радиус и q окружности, проходящей через точку p-y/. Здесь L-расстояние pq, то есть длина источника дислокации.
Таким образом, максимум zi t будет равен ТК Р=^. (69.3) если внешнее напряжение меньше критического, то деформация сдвига, вызванная смещением линии дислокации, является обратимой, и Ия исчезает при снятии нагрузки. Людмила Фирмаль
Таким образом, наличие источника несколько снижает модуль сдвига материала. В реальности наблюдается уменьшение упругой постоянной в результате пластической деформации, что приводит к увеличению числа дислокаций. Однако, когда касательное напряжение достигает критического значения, равновесие дислокационной дуги становится неустойчивым, и эта дуга расширяется до бесконечности, охватывая критическую область, где происходит сдвиг. Макроскопическим эффектом таких дислокационных нарушений является сдвиг на величину вектора бюргерса..
Уравнение равновесия дислокационных линий (69.1) имеет тот же вид, что и уравнение равновесия гибких нитей с постоянным натяжением W и постоянным давлением, перпендикулярным нитям в каждой точке, как мы уже указывали, физической основы прочности дислокационной дуги после достижения критического напряжения дислокационной дуги. V i Она расширяется до бесконечности, увеличивая радиус своей кривизны. Формула (69.1) показывает, что такое расширение возможно при уменьшении напряжения.
На самом деле, расширение дислокаций является динамическим, так как напряжение остается постоянным. Хотя вы не в состоянии точно исследовать этот динамический процесс, вы можете сделать некоторые качественные наблюдения о нем. Поскольку естественно предположить, что движение дислокационных линий увеличивает сопротивление с возрастающей скоростью, то середина дислокационной дуги движется медленнее, а концы-быстрее. Кривая перестает быть дугой окружности и становится плоской. Непрерывная форма линии дислокации при ее движении показана на рисунке. 98; наконец, кривая касается самой себя в точке M. сегменты дислокационных линий, TP и T’N’, считаются сегментами прямолинейных дислокаций различных знаков.
В идее они сливаются и взаимно разрушаются; в результате получается криволинейная дислокация, соединяющая замкнутое дислокационное кольцо и точки p, q, как показано на рисунке. 98 твердым. Кольцо под действием»давления» xb сразу становится круглым, продолжает бесконечно расширяться, дислокация, соединяющая точки p и q, выпрямляется, снова поворачивается вправо, и весь процесс останавливается. Таким образом, один источник может порождать любое число кольцевых дислокаций, а выход на поверхность каждой из них представляет собой вектор бюргера или модель выше расстояния между одним атомом, называемую моделью Фрэнка-Рида.
Данная модель описывает неограниченную пластическую деформацию кристалла, который не содержит примесей и имеет минимальное количество внутренних дефектов. Формула (69.3) дает предел текучести данного Кристалла. В реальности дислокационные кольца не обладают способностью бесконечно расширяться: в реальных кристаллах всегда существует препятствие для движения дислокаций. Допустим, препятствие имеет форму кольца, а в его центре находится источник звука. Первая дислокация останавливается на препятствии, вторая [§ 70]блокирует границу 151 она расширяется под действием напряжения g, но в то же время испытывает силу отталкивания с самого начала.
В результате получается система кольцевых дислокаций, как показано на рисунке. 99. Эти дислокации создают напряженное поле в организме. В результате критическое напряжение источника возрастает с каждой смещенной дислокацией и в конечном итоге становится равным рабочему напряжению. Поэтому, если дислокации не способны свободно перемещаться к поверхности и задерживаются препятствием при заданном касательном напряжении, то для дальнейшего деформирования источника, соответствующего некоторой конечной пластической деформации, необходимо увеличить напряжение.
Такое поведение характерно для твердеющих материалов. На самом деле, очень маловероятно, что препятствие имеет круглую форму, а центр совпадает с источником. Дислокационные кольца при дальнем движении сильно деформируются- ———• руются, и все мно считать- _ _ _____ поэтому обычно рассматриваются простейшие модели групп граничных дислокаций в плоскости скольжения, которые задерживаются препятствиями. 100). Равновесное состояние такой группы точно известно, и под действием напряжения t можно указать расстояние между силами взаимного отталкивания дислокаций и дислокациями, находящимися в равновесии.
Смотрите также:
| Дислокации | Сдвиг. расчет на срез |
| Движение и равновесие дислокаций | Главные касательные напряжения |
