Источник - франк
Cтраница 4
 |
Схема распространения скольжения вследствие движения дислокации, возникшей из источника Франка - Рида. [46] |
В конце расширения области, ограниченной замкнутой линией дислокации, произойдет смещение атомных слоев, лежащих по разные стороны от плоскости скольжения, на одно межатомное расстояние, и, так как сдвигающие силы продолжают действовать, а в точках ЛГ1 и Nz дислокации продолжают быть закрепленными, описанный выше процесс повторяется - всякий раз происходит смещение на одно межатомное расстояние. На рис. 4.14 показана картина искаженной сетки дислокации общего вида. Аналогичная картина имеет место и на линии дислокации, развивающейся из источника Франка - Рида. [47]
Теперь не может быть больше сомнений в отношении существования дислокаций, а также их скольжения и переползания. Экспериментально были обнаружены краевые, винтовые, смешанные, расщепленные, призматические, криволинейные и вершинные дислокации в полном соответствии с предсказаниями теории. Наблюдают согласованные с теорией субструктуру границ, действия поперечного скольжения и источников Франка - Рида, дислокационные реакции и плоские скопления дислокаций. [48]
Более реалистический подход к решению проблемы упрочнения при дисперсионном твердении основан на предположении, в соответствии с которым модель Орована дает лишь грубую идеализацию действительного положения. Электронномикроскопи-ческие исследования показали, что для начальной дислокационной структуры характерно перемещение дислокаций от одной частицы к другой. При нагружении новые дислокации образуются у границ дисперсных частиц, а не источниками Франка - Рида; порождаемые петли распространяются затем в матрице. Томас, Наттинг я Хирш [70] обнаружили, что твердые дисперсные частицы инициируют поперечное скольжение. Хотя указанные наблюдения относятся к дисперсионно упроч ненным сплавам при низких температурах, тем не менее можно ожидать, что большинство выводов лишь с незначительными модификациями применимо и к ползучести сплавов. [49]
Из всего этого вытекает следующее. Если пластическая деформация действительно обусловлена перемещением дислокаций, то должен существовать какой-то механизм возникновения и размножения дислокаций в процессе деформации. Такой механизм был предложен впервые Франком и Ридом в 1950 году и называется источником Франка - Рида. Рассмотрим сущность этого механизма. [50]
Возникает вопрос: как образуются такие свободные ( подвижные) дислокации. Вероятно, можно предположить действие нескольких процессов. Возможно, такие дислокации образуются в результате отрыва их от границ субзерен и границ зерна, или они создаются на границах зерен уже имеющимися в субзерне источниками Франка - Рида; они могут также образовываться в результате генерирования дислокаций в местах высокой концентрации напряжений в объеме или на границах субзерен, путем размножения, обусловленного поперечным скольжением или переползанием через барьеры или другие препятствия. Так как выше было высказано предположение, что границы субзерен являются стоками для дислокаций, то маловероятно, что при условии постоянного действующего напряжения они позволят вырваться дислокациям. [51]
Обработка импульсами электрического тока ( ИЭТ) приводит к развитию различных типов дислокационной структуры. Наблюдаемое развитие сверхмелких ячеистых структур в объемах полосовой структуры возможно лишь при наличии мощных дислокационных источников. При обработке ИЭТ деформированного и разгруженного никеля возможными механизмами релаксации структуры являются возврат, обычное тепловое действие, аннигиляция при взаимодействии дислокаций деформационного типа и образованных дрейфовыми электронами при активации ими источников Франка - Рида. Релаксационные процессы в материале при ЭПД по сравнению с обработкой ИЭТ ( в стационарном состоянии) после деформации идут менее интенсивно. Это проявляется в большом развитии при ЭПД ячеистой структуры, более высоком уровне остаточных напряжений, наличии размытых границ наклона, хорошо развитой ячеистой структуры и выгнутых двойниковых границ. При больших деформациях при ЭПД зерно очищается от дислокаций, хотя границы зерен имеют характерный для больших деформаций вид - довольно узкие, по сравнению с обычной деформацией. Более высокая плотность дислокаций, образующаяся в металле при малых средних деформациях при ЭПД или обработанных ИЭТ после деформации и разгрузки, говорит о том, что ИЭТ вызывает дополнительное размножение дислокаций. [52]
При прохождении процессов ИП в контактируемых поверхностях могут измениться условия деформационного упрочнения кристаллической решетки. Во-первых, образование медной пленки может привести к снижению эффективных касательных напряжений в подложке и тем самым обусловить уменьшение процессов наклепа, связанного с упругим взаимодействием дислокаций и работой дислокационных источников. В этом случае упругое взаимодействие линейных дефектов снижается не только по причине уменьшения вероятности множественного скольжения их по различным системам скольжения, но и снижением интенсивности работы источников дислокаций, в частности источников Франка - Рида. Понижение значений касательных напряжений может оказаться недостаточным для преодоления сил линейного натяжения и прогибания дислокационного сегмента до критического радиуса при работе источника Франка - Рида, в результате чего не происходит самопроизвольной генерации дислокационных петель. Во-вторых, наличие упругих напряжений на границе раздела между пленкой и основной матрицей может привести к тому, что выход дислокаций из приповерхностного слоя на поверхность будет затруднен и приведет к возрастанию упругих напряжений материала под пленкой. Помимо этих явлений, нужно еще учитывать взаимодействие дислокаций со свободной поверхностью пленки. [53]
Дислокации при выходе на свободную поверхность монокристалла, как указано выше, образуют ступеньку. Если дислокация подходит к границе двух блоков или зерен, то ступенька не может образоваться и дислокация не может выйти на поверхность и покинуть решетку, она застревает вблизи поверхности. Следующие дислокации, порождаемые источниками Франка-Рида, подходят к застрявшей дислокации, образуя - скопление вблизи границы блока. Скопление дислокаций затрудняет зарождение новых дислокаций; действие источника Франка - - Рида прекращается. Для продолжения деформации необходимо, чтобы в действие вступили другие, менее благоприятно ориентированные системы скольжения в данном блоке или в соседнем; для этого нужно повысить внешнее усилие. При пластической деформации кристалла увеличивается число блоков. В результате раздробления блоков протяженность их границ увеличивается и тем самым возникает больше мест скопления дислокаций. [54]
 |
Движение краевой дислокации, приводящее к образованию. [55] |
На примере единичного сдвига мы видели, что дислокация в результате перемещения по плоскости скольжения покидает кристалл. Опыт же показывает, что при больших напряжениях кристаллы претерпевают значительные деформации. Для объяснения этого факта1 необходимо предположить, что в кристалле имеются источники, которые генерируют дислокации при напряжениях, меньших чем 10 - 4 G. Такими источниками, как мы видели в разделе о дислокациях, являются, например, источники Франка - Рида, которые начинают действовать при скалывающих напряжениях Gb / l, где / - длина источника, Ь - - модуль вектора Бюргер-са. [56]
При прохождении процессов ИП в контактируемых поверхностях могут измениться условия деформационного упрочнения кристаллической решетки. Во-первых, образование медной пленки может привести к снижению эффективных касательных напряжений в подложке и тем самым обусловить уменьшение процессов наклепа, связанного с упругим взаимодействием дислокаций и работой дислокационных источников. В этом случае упругое взаимодействие линейных дефектов снижается не только по причине уменьшения вероятности множественного скольжения их по различным системам скольжения, но и снижением интенсивности работы источников дислокаций, в частности источников Франка - Рида. Понижение значений касательных напряжений может оказаться недостаточным для преодоления сил линейного натяжения и прогибания дислокационного сегмента до критического радиуса при работе источника Франка - Рида, в результате чего не происходит самопроизвольной генерации дислокационных петель. Во-вторых, наличие упругих напряжений на границе раздела между пленкой и основной матрицей может привести к тому, что выход дислокаций из приповерхностного слоя на поверхность будет затруднен и приведет к возрастанию упругих напряжений материала под пленкой. Помимо этих явлений, нужно еще учитывать взаимодействие дислокаций со свободной поверхностью пленки. [57]
Ее краевые компоненты стремятся двигаться в направлении вектора Ь, а винтовые - расходятся перпендикулярно к нему. Так как за пределами отрезка АВ один слой атомов над плоскостью скольжения продвинулся в направлении т, то оказавшийся лишним слой атомов под этой плоскостью начинает двигаться в обратном направлении. Краевые компоненты обратного знака около точек закрепления переходят в винтовые компоненты ( позиция 4 на рис. 2.17, а), которые сближаются между собой. В результате образуется замкнутая петля линии дислокации ( позиция 5), продолжающая расширяться ( сечение 5 на рис. 2.17, б), а оставшийся между точками закрепления А и В участок дислокации повторяет описанную эволюцию, которая характеризует работу генератора петель дислокаций, получившего название источника Франка - Рида. [58]
 |
Последовательность образо - ются, например, пересекающи. [59] |
Существует несколько механизмов образования новых дислокаций. 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. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5