Механизмы деформации и дислокации металлов
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
е железо; n=25-фтористый литий;
Взаимодействие дислокаций с другими дефектами
Блокировка дислокаций атмосферами Котрелла
Для краевой и смешанной дислокации существуют области растяжения-сжатия. В результате дислокация притягивает, внедрённые так и замещённые атомы примесей, объем которой всегда отличается от атомов матрицы. При этом атомы, у которых радиус больше, чем радиус матрицы притягиваются в область растяжения, в противном случае - в область сжатия. В результате в области таких дислокаций образуется повышенная концентрация примесей. Это может происходить в процессе диффузии. Возникает атмосфера ( облако) Котрелла из примесных атомов с концентрацией: , где Со- средняя концентрация; U- энергия связи;
В результате дислокации приобретает якорь- атмосферы Котрелла.
Два механизма движения дислокации:
1.Дислокация обрывает якорь;
2.Дислокация тащит якорь за собой;
В первом случае необходима работа, равная энергии связи дислокации с примесными атомами.
Во втором случае - энергия необходимо меньше, но движение будет медленное- явление ползучести. Этим объясняется упрочнение при легировании.
Лекция 5
Блокировка дислокаций по Судзуки
Наблюдается разность растворимости атомов в ГЦК и ГПУ решётках. Это приводит к блокировке дислокации по Судзуки. В этом случае примесные атомы стремятся в область дефекта упаковки или уходят из неё.
Блокировка, обусловленная электрическими взаимодействиями
Связано с тем, что растянутые области несут отрицательные заряды, а сжатые- положительные заряды. Существует взаимодействие дислокаций с заряженными атомами, которые повышают или понижают концентрацию примесных атомов.
Взаимодействие дислокаций с вакансиями
Разнообразные механизмы: концентрация вакансий может приводить к образованию краевой дислокации.
Переползание- взаимодействие дислокаций с вакансиями.
Зарождение дислокаций
Размножение дислокаций происходит при помощи источников Франка-Рида, но для того, что бы эти механизмы работали, необходимо изначально присутствие дислокации. Дислокации зарождаются при процессе рекристаллизации.
Кристаллизация активно происходит вблизи винтовой дислокации.
Основные механизмы: при кристаллизации периоды решётки всегда различаются. Для самых тонких (эпитаксиальных) в результате появляются напряжения, как в подлодке, так и в растущем слое. Возникают растягивающие напряжения. При определенной толщине слоя эти напряжения приводят к тому, что энергетически выгодно становиться снятие напряжения сеткой дислокаций. Эти слоя снимаются чередованием слоя с дислокацией, затем слой без неё.
Возможна кристаллизация, которая происходит при выпадении определённых, гораздо более толстых слоёв (ламели или пластичны). В них действуют те же механизмы. И их на поверхности Ламели образуется сетка дислокаций
Концентрация вакансий
Под действием высоких напряжений в кристалле образуется сетка дислокаций. В дальнейшем пластическая деформация происходит при низких напряжениях.
Если отсутствуют подвижные дислокации (металл совершенен), дислокационные петли способные к размножению, то пластическая деформация не возможна пока хотя бы в отдельных областях не будет достигнут предел теоретической прочности.
Методы исследования дислокаций
- первые экспериментальные данные о дислокации. Было подтверждено:
Наличие дислокаций: обнаружение механических движения дислокации экспериментально обнаружены разные типы дислокации (винтовая, смешанная, краевая, расщеплённая, призматическая, криволинейная, разветвлённая и вершинная). Удалось наблюдать экспериментально:
Действие поперечного сечения;
Источник Франка- Рида;
Дислокационные реакции;
Плоское скольжение дислокации;
Методы:
1.Метод линии дислокации: если выходит Толька одна дислокация, то образуется ступенька, но когда на поверхность выходит группа дислокаций, то в результате образуются полосы или линии скольжения. Изучение их позволяет определять некоторые численные значения: количество дислокаций, является источник плоский или пространственный, какая плоскость скольжения является предпочтительной.
2.метод декорирования: Способности дислокации притягивать атомы примесей. Для этого в чистое прозрачное вещество вводят примеси. За счёт соответствующей термообработки создаётся условие перемещения примесей в область краевых дислокаций и в этом случае дислокации можно обнаруживать непосредственно.
Лекция 6
Условия пластической деформации при низких температурах
Существует два вида пластической деформации: упругая и пластическая. При пластической деформации не обратимые изменения размера и формы, а при упругой после снятия нагрузки размеры восстанавливаются. Принято, что механизмом пластической деформации является движение дислокации.
Пластическая деформация зависит от:
типа структуры;
температуры;
скорости деформации;
предшествующая деформация;
монокристалл (размером зерна) или поликристалл;
Закономерности пластической деформации оцениваются по кривым напряжения-деформации()
1.Любой кристаллический материал подвергается наклёпу в деформационном упрочнении, то есть если была пластическая деформация, то для дальнейшей пластической деформации требуется более высокое напряжение. Это характерно ос