Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
Другой, более важный механизм размножения дислокаций, который называется механизмом Франка — Рида, основан на рассмотрении дислокационной линии, закрепленной на обоих концах. Дислокационная линия CD лежит в плоскости скольжения (фиг. 3.10) и закреплена в точках С и D двумя неподвижными дислокациями AC ж BD. При постепенном увеличении напряжения сдвига оно достигает критического значения, при котором дислокация начнет двигаться вперед. Необходимое для этого напряжение t0 определяется следующим образом: X0=GbIA1 где Л — длина отрезка CD. Приложенное напряжение максимально для линии в форме полуокружности, но после прохождения этого этапа дислокация становится неустойчивой и непрерывно расширяется (фиг. 3.10, б — д). В любой точке линии дислокации действует одно и то же напряжение тЬ, поэтому скорость ее движения в каждой точке также одинакова, в результате чего линия закручивается в спирали вокруг двух конечных точек С и D (фиг. 3.10, г). Критическая стадия достигается в положении, изображенном на фиг. 3.10, д, когда две части линии продвигаются каждая в своем направлении навстречу друг другу. Поскольку они имеют векторы Бюргерса одной и той же величины,
Элементарная теория дислокаций
49
но противоположного знака, при соприкосновении дислокации исчезают в точках контакта (примером может служить комбинация положительной и отрицательной краевых дислокаций на одной плоскости скольжения в простой кубической модели). В результате получается замкнутая дислокационная петля, которая продолжает расширяться под действием приложенного напряжения. В то же время восстанавливается первоначальный дислокационный отрезок CD, который может полностью повторить весь
Фиг, 3.10. Действие источника Франка — Рида.
описанный цикл. Таким путем порождается бесконечная серия петель до тех пор, пока обратные напряжения, возникающие при дислокационном взаимодействии и противодействующие приложенным напряжениям, не прекратят действие источника.'
Остается рассмотреть вопрос о закреплении дислокационного отрезка в точках CnD. Это может осуществляться двумя дислокациями AC и BD, лежащими в плоскостях, которые не являются действующими плоскостями скольжения. Точки CnD могут быть также узловыми точками, где встречаются три дислокации в трехмерной дислокационной сетке. Атомы растворенного вещества или частицы выделений также могут служить местами закрепления дислокационной линии.
§ 7. Скопления дислокаций
Если на плоскости скольжения имеется препятствие, то дислокации, испущенные источником Франка — Рида, скапливаются у этого барьера (фиг. 3.11). Последние дислокации оказывают давление на первые, в результате чего расстояние между ближайшими к препятствию дислокациями оказывается значительно меньшим, чем между последними, вышедшими из источника дислокациями, и возникает равновесное распределение.
4—1235
§0 ,,г, РЛ&№
Тї^г* Фактором, лимитирующим дальнейшве пшрадвшдаотш0^«шжтгйй<» является шрвая юядарш-фаду ск*шшмя*;>іЕіс^ ва^фаз»
юкнгаке &в;>то все жрдав^адеэто^
ЇМдаа на единжн^ дажм далсшщадс Мрш таком движении равна ?8©Wt^ гао *-"В!:*-!*«!ЧЯ|вло №?ЯшшЛшщяжрштфШ№№ нршгошениоо нанршкшие.
Фй Tv 3.11. Модель пя&ет&о,тоттт тшотщт и скопление дислокацижії, тонкой фольга лерщавеющей. стали (о*) (электронная микоофдтографшг XTO1Qw}- '
Лидирующая дислокация совершает работу против ловдл^ньдх;Bg|^gpfих напряжений те,. равную Xib6x- При равновесии.. эти, вы^^Щ^ "JtjiAjmHbi
быть равны, поэтому . ,,., .
пЬхЪх = хфбх,
откуда
.V1W .XX1XXWXi- (3.6)
Это оМ^^ « голове* «йоекого скопления
U дйс;локаций в к^ачз^эШо&> п|«яо«жениот 0трті/тшт. Подобна© кон-
вШй& ^ создает обратное напряжение
'хъ\ ;ДіЩ?вук^еіе"Ш"цшлокііі^шнн^ ъ&тшт? к^е^йй^да^-нродолжат* пороЩать^^B^oKfeTiKW^^Xitrio^V шок& orSjaTAO© шшряж^ние не достигнет
Элементарная теория дислокаций
51
величины, равной приложенному напряжению за вычетом напряжения та, необходимого для активации источника, т. е.
t6-t- та.
При приближении к голове скопления дислокации постепенно сближаются, так как приложенное напряжение стремится удалить все дислокации от источника и приблизить их к препятствию. Эшелби, Франк и Набарро [48] рассчитали ожидаемое при таких условиях распределение дислокаций. В частности, было найдено, что число дислокаций, которое может скопиться на длине Z0 плоскости скольжения под действием напряжения т, равно
» = ?*, (3.7)
где k = 1 для краевой дислокации и к = 1 — v для винтовой дислокации.
Число дислокаций прямо пропорционально напряжению и обратно пропорционально модулю сдвига G и вектору Бюргерса.
§ 8. Экспериментальное обнаружение дислоиацнй
Приведенное выше краткое изложение теоретических положений оставляет мало сомнений в том, что представление о существовании дислокаций является справедливым; однако в дополнение к этому желательно получить экспериментальные доказательства их существования [4]. В настоящее время такие доказательства, полученные с помощью разнообразных методик, имеются в изобилии, и мы можем их здесь кратко суммировать.
1. Иуаырькопая модель
