Реферат: Влияние дислокационных диполей на упрочнение металлов на стадии легкого скольжения

ВЛИЯНИЕ ДИСЛОКАЦИОННЫХ ДИПОЛЕЙ НА УПРОЧНЕНИЕ МЕТАЛЛОВ НА СТАДИИ ЛЕГКОГО СКОЛЬЖЕНИЯ


Малашенко В.В.

Донецк, Украина


Как отмечалось в [1], в связи с тем, что поля напряжений дислокаций противоположного знака, составляющих диполь, нейтрализуют друг друга на больших расстояниях, диполи дают незначительные дальнодействующие напряжения, упрочняющие кристалл. Но на расстояниях от диполя порядка его высоты возникают большие локальные напряжения, поэтому возможен захват скользящей дислокации диполем. При этом могут образоваться более сложные системы дислокаций, что приведет к упрочнению кристалла. Захват движущихся дислокаций диполями в действительности наблюдался в эксперименте [1]. На стадии легкого скольжения образуется особенно много дислокационных диполей. Их наличие является характерной особенностью этого вида деформации у металлов (Mg, Zn, Cd, Al, Cu, Fe–Si, Nb, Ni–Co), у кремния и германия и кристаллических веществ с ионной связью (KCl, LiF, MgO). В кристаллах с ионной связью они составляют основную часть так называемых “обрывков” дислокаций, образование которых приводит к увеличению плотности дислокаций и упрочнению полос скольжения. Большинство наблюдаемых диполей состоят из краевых дислокаций. Учет влияния дислокационных диполей весьма важен, поскольку, например, согласно данным авторов [1], в монокристаллах сплава системы никель-кобальт большая часть дислокаций имеет строго краевой характер, при этом в среднем до 85 % всех дислокаций фигурирует в виде диполей.

Существует, однако, еще один канал диссипации кинетической энергии движущихся дислокаций, взаимодействующих с дислокационными диполями, который также приводит к увеличению предела текучести металлов. Пара краевых дислокаций противоположного знака, образующих диполь, представляет собой линейный гармонический осциллятор, колебания которого могут быть возбуждены упругим полем движущейся краевой дислокации [2]. Механизм диссипации заключается в необратимом переходе кинетической энергии движущейся дислокации в энергию колебаний покоящегося дислокационного диполя. Ранее такой механизм не предлагался и не анализировался. Он может быть реализован при движении дислокации в динамической области, т.е. для дислокации, совершающей надбарьерное скольжение. Расчеты показывают, что сила торможения дислокации, обусловленная действием данного механизма, обратно пропорциональна скорости дислокационного скольжения, прямо пропорциональна плотности диполей и среднему расстоянию между дислокациями, образующими диполь. Это приводит к возникновению динамической неустойчивости скольжения дислокаций, в результате которой в случае высокой плотности дислокационных диполей возможно изменение характера скоростной зависимости предела текучести металла, а именно возникновение так называемой аномальной скоростной зависимости, когда увеличение скорости деформации металла приводит к понижению предела текучести. Таким образом, предложенный механизм динамического взаимодействия движущейся дислокации с дислокационными диполями может оказывать весьма существенное влияние как на величину предела текучести металла, так и на характер скоростной зависимости предела текучести. Учет этого механизма особенно важен на стадии легкого скольжения.


Литература


1. Ж. Фридель Ж. Дислокации. Мир. 1967, 644 с.

2. В. В. Малашенко. Возможный механизм динамического торможения дислокаций в металлах на стадии легкого скольжения. Кристаллография. 2009 - Т. 54, № 2 - С. 312-315.

3. В. В. Малашенко. Влияние коллективных эффектов на характер динамического поведения одиночной краевой дислокации в кристалле с точечными дефектами. ФТТ. 2007. Т.49, №1. С.78-82.