Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
Л = (3.32)
72
Глава З
Таким образом, энергию дефекта упаковки у можно определить путем измерения радиусов узлов по электронным микрофотографиям тонких фольг. Этот метод был усовершенствован Хови и Сванном [451, которые для определения энергии дефекта упаковки в ряде гранецентрированных кубических металлов и сплавов использовали выражение
где г0 — радиус ядра дислокации, приближенно равный вектору Бюргерса о, к — копстанта, равная 1 для винтовой дислокации и 1 — v для краевой
Ф и г, 3.27а. Дислокационные узлы в аустенитной пержавеющеп стали (электронная
микрофотография) (Либерт).
дислокации (v — коэффициент Пуассона). Метод применялся также к некоторым неметаллическим кристаллам, обладающим малой энергией дефекта упаковки и дающим очень четкое изображение узлов [41, как, например,
Таблица 3.1
Значения энергии дефекта упаковки по определению на растянутых узлах
Материал V, эрг/см2 Материал V, эрг/си-
Ag 25 Со 2U
Ag — 25 ат.% Zn 3 Графит 0,5
Cu 40 AlN 4
Cu — 25 ат.% Zn 7
Элементарная теория дислокаций
73
графит, нитрид алюминия, дисульфид молибдена *). Некоторые типичные значения энергии дефекта упаковки, полученные этим методом для разных материалов, приведены в табл. 3.1.
§ 20. Сидячие дислокации
До сих пор мы рассматривали дислокации, которые могут легко двигаться вдоль плоскости скольжения, т. е. скользящие дислокации.Однако имеется другая важная группа дислокаций, которые по той или иной причине неспособны легко перемещаться — так называемые сидячие дислокации. Этот тип дислокаций важен потому, что они являются естественными препятствиями для скользящих дислокаций и вследствие этого играют существенную роль в явлениях, происходящих в условиях, когда движение дислокаций затруднено, например в металлах, подвергнутых деформационному упрочнению.
1. Дислокации Франка
Частичная дислокация Франка образуется в структуре с порядком расположения плотно упакованных плоскостей типа гранецентрированного куба (фиг. 3.28) либо путем удаления части одной из плотно упакованных плоскостей, либо при вставлении лишнего участка такой плоскости. Первый случай можно получить при собирании диска вакансий в плоскости с последующим его захлопыванием; при этом образуется отрицательная частичная дислокация Франка, которая при наблюдении в направлении, нормальном плотно упакованным плоскостям, имеет форму полной петли. Дислокация имеет краевой характер, ее вектор Бюргерса ра-
Л
в с я в с Я
В
Фиг. 3.28. Сидячая дислокация Франка.
вен -у а [111]. Положительная дислокация Франка получается путем вставления лишнего участка плоскости в кристалл. И в том, и в другом случае частичная дислокация не может перемещаться по плоскости скольжения (т. е. параллельно плоскостям ABC...); она может двигаться только нормально к ней, в направлении [111], но такому движению препятствует возникающее в результате нарушение правильного расположения плотной упаковки АВСАВС. Для дислокации остается только одна возможность — двигаться неконсервативным путем по плотно упакованной плоскости за счет сжатия или растяжения дислокационного кольца, т. е. при транспортировке атомов или вакансий к дислокации или от нее.
Важным результатом образования дислокации Франка любого типа является то, что внутри дислокационного кольца имеет место нарушение укладки атомов и вследствие этого там существует дефект упаковки. Отрицательная дислокация Франка при удалении слоя А в пределах дислокационного кольца приводит к возникновению следующего порядка упаковки в сечении, перпендикулярном плоскости дефекта:
ABCBCA.
1) Некоторые исследования последних лет [55*] показали, что к результатам определения энергии дефекта упановки по изображению растянутых узлов нужно подходить весьма осторожно, так как ширина изображения может существенно зависеть от дифракционных условий.— Прим. перев.
74
Глава З
Такой дефект упаковки называется дефектом вычитания. Бели же, как в случае положительной дислокация Франка, добавляется плоскость B1 то получается порядок упаковки
ABCBABC1
и такой дефект называется дефектом внедрения.
Частичные дислокации Франка можно представить с помощью тетраэдра Томпсона (фиг. 3.23) векторами Aa1 В$, Cy и Dd. Их можно изобразить наглядно путем осаждения диска вакансия на одной из граней тетраэдра, например BCD4 а затем захлопывания этого диска с образованнем кольца сидячей дислокации. Уже отмечалось, что вектор Бюргерса такой дислокации не лежит в плоскости скольжения BCD, а нормален к ней, т. е. отвечает вектору А. Отсюда ясно, что дислокация является сидячей.
2. Образование днсюннциВ Ломср—Коттрсла
Ломер [46] показала, что сидячая дислокация может возникать при взаимодействии дислокаций, скользящих по двум различным плоскостям {111}. Результирующая дислокация не может свободно двигаться ни в одной из этих плоскостей. Она образуется прн реакция с участием первичной дислокации и дислокации, скользящей по сопряженной плоскости:
|а[101] + 1аіГГ0]^|а[0ЇЦ.
Эту реакцию можно объяснить с помощью тетраэдра Томпсона (фиг. 3.23); тогда реакция записывается в виде
