Особенности деформирования монокристаллов
|
|
| Рис. 5.4. Диаграмма деформирования монокристалла: / - стадия легкого скольжения; // стадия множественного скольжения; ///- стадия динамического разупрочнения |
Если при деформировании монокристалла плоскость скольжения оказалась параллельной направлению касательного напряжения, то монокристалл не упрочняется, а его деформация велика. Начальную стадию / деформирования называют стадией легкого скольжения (рис. 5.4). При этом дислокации перемещаются в монокристалле, прак-1 ически не встречая препятствий. Реформация монокристаллов с ГП решеткой на стадии легкого скольжения достигает 1000 %, у ГЦК и ОЦК монокристаллов она не превышает 10 - 15%.
|
|
С ростом деформации скольжение распространяется на другие системы, и возникает множественное скольжение. На этой // стадии дислокации перемещаются в пересекающихся плоскостях, возрастает сопротивление их движению, и образуется сложная дислокационная структура.
Наконец, III стадия характеризуется более замедленным упрочнением по сравнению со // стадией. Винтовые дислокации переходят в смежные плоскости скольжения, и возникает поперечное скольжение, которое, по своей сути, является процессом разупрочнения. Разупрочнение на III стадии развивается по мере деформирования, и его называют динамическим возвратом.
Скольжение дислокаций не связано с диффузией, так как происходит без переноса массы. Этим объясняется сравнительная легкость их передвижения и при отрицательных температурах, когда скорость диффузии мала.
|
|
|
В процессе скольжения возникают новые дислокации, и их плотность повышается от 108 до 1012 см-2 (более высокую плотность получить нельзя из-за появления трещин и разрушения металла). Существует несколько механизмов образования новых дислокаций. Важным из них является источник Франка — Рида (рис. 5.5). Под действием касательного напряжения закрепленная дислокация выгибается, пока не примет форму полуокружности. С этого момента изогнутая дислокация распространяется самопроизвольно в виде двух спиралей. При встрече спиралей возникают расширяющаяся дислокационная петля и отрезок дислокации. Отрезок распрямляется, занимает исходное положение, и генератор дислокаций готов к повторению цикла. Один источник Франка — Рида способен образовать сотни новых дислокаций.
В основе упрочнения металла при деформировании лежит прежде всего повышение плотности дислокаций.
| Рис. 5.5. Последовательность образования (i-Т) новой дислокации при действии источника Франка Рида |
Движению дислокации мешают различные препятствия — границы зерен, дефекты упаковки, межфазные поверхности, дислокации, пересекающие плоскость скольжения. Через некоторые препятствия дислокации проходят, но при более высоких напряжениях. Такими препятствиями являются, например, пересекающиеся с плоскостью скольжения дислокации.
|
|
|
Рис. 5.6. Схема переползания дислокации (а - в):
1 - перемещение атома на место вакансии; 2 - уход атома от дислокации; 3- начало переползания дислокации; 4 ~ частица второй фазы, блокирующая скольжение дислокации; 5 - дислокация; 6- новое положение дислокации после переползания; 7 - направление скольжения дислокации
Каждое скопление дислокаций создает поле напряжений, отталкивающее приближающуюся дислокацию. Чем больше дислокаций в скоплении, тем сильнее отталкивание и тем труднее деформируется металл. Когда плотность дислокаций в скоплении достигает определенного значения, в этом месте зарождается трещина.
При нагреве выше 0,ЗТпл начинает действовать другой механизм перемещения дислокаций — переползание. Оно представляет собой диффузионное смещение дислокации в соседние плоскости решетки в результате присоединения вакансий (рис. 5.6). Вакансии присоединяются последовательно к краю избыточной полуплоскости, что равносильно перемещению края на один атомный ряд вверх, и «атакуют» дислокацию в разных мс-( iax, в результате чего на дислокации появляются ступеньки. По мере присоединения вакансий дислокация на значительном участке своей длины смещается на десятки межатомных расстояний. Из-за переползания in лабляется тормозящий эффект частиц второй фазы. Переместившиеся ■1 иг локации далее сдвигаются путем скольжения под действием напряжения (см. рис. 5.6, в). При нагреве выше 0,ЗГпл вакансии весьма подвижны, .1 необходимое число вакансий создается пластической деформацией.
|
|
|
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 625; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!