Дислокации

09

мая

Новости
Дислокации


В первых работах, посвященных исследованию физической природы пластической деформации металлов, скольжение объясняется как одновременный сдвиг одной части кристалла относительно другой по всей плоскости скольжения. Однако расчеты требующегося для этого касательного напряжения с учетом усилий взаимодействия атомов показали, что для такого сдвига необходимы касательные напряжения, в 100—1000 раз превышающие величину максимального касательного напряжения τmax =Sд/2. Это позволило сделать вывод, что представление механизма скольжения как одновременного сдвига по всей плоскости скольжения необоснованно.

Объяснение указанному различию расчетной и действительной величин τср найдено при разработке теории дислокаций. Дислокация представляет несовершенство кристаллической решетки, имеющее очень малую ширину и толщину, но значительную протяженность. Основными типами дислокаций являются краевая (линейная) и винтовая.

Дислокации





Рис. 1. Краевая дислокация

В идеальном кристалле соседние атомные плоскости параллельны на всем протяжении. В реальном кристалле атомные плоскости зачастую обрываются внутри кристалла, что приводит к образованию дополнительной полуплоскости, называемой краевой дислокацией (рис. 1). Линия АВ, представляющая собой край дополнительной полуплоскости а. называется линией дислокации, или ее осью. Плоскость АВ, проходящая через линию дислокации и перпендикулярная к краевой дислокации, является плоскостью скольжения.






ДислокацииРис. 2. Винтовая дислокация

Направление перемещения краевой дислокации определяется вектором сдвига, абсолютная величина которого b равна межатомному расстоянию. Вектор сдвига часто называют вектором Бюргерса. Если направление сдвига не перпендикулярно, а параллельно линии дислокации, то получается винтовая дислокация (рис. 2).

При перемещении дислокации в плоскости скольжения разрываются, и вновь создаются связи не между всеми атомами на плоскости скольжения, как это должно иметь место при идеальном скольжении, а лишь между теми атомами, которые находятся около линии дислокации (рис. 3). Поэтому скольжение происходит при сравнительно небольших сдвигающих напряжениях.

ДислокацииРис. 3. Перемещение дислокации в плоскости скольжения:

а — зарождение;
б—е — перемещение;
ж — выход на поверхность

При осуществлении пластической деформации путем двойникования смещение атомов решетки в плоскостях, параллельных плоскости двойникования, происходит также неодновременно, а последовательно вследствие движения дислокаций.

Так как в металлах и сплавах количество дислокаций очень велико (10—100 млн. на 1 см2), становится понятным, почему действительные сдвигающие напряжения столь сильно отличаются от теоретических, рассчитанных на основе усилий взаимодействия атомов.




Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Информация

Комментировать статьи на нашем сайте возможно только в течении 1 дней со дня публикации.