Влияние дефектов решетки на механические

Каций.

®

1. Дислокации могут весьма легко (при малой нагрузке Р) передвигаться вдоль плоскости скольжения посредством «эстафетного» перемещения экстра-плоскости. На рис. 1.2.8 показан начальный этап такого движения (двумерный рисунок в плоскости, перпендикулярной линии краевой дислокации).

Рис. 1.2.8. Начальный этап эстафетного перемещения краевой дисло-кации (^): А-А – плоскость скольжения, 1-1 экстраплос-кость (исходная позиция)

®

Под действием усилия Р атомы экстраплоскости (1–1) отрывают от плоскости (2–3) атомы (2–2), расположенные выше плоскости скольжения. В результате эти атомы образуют новую экстраплоскость (2¢-2¢); атомы «старой» экстраплоскости (1–1) занимают освободившиеся места, достраивая плоскость (1¢-1¢-3). Этот акт означает исчезновение «старой» дислокации, связанной с экс-траплоскостью (1–1), и возникновение «новой», связанной с экстраплоскостью (2¢-2¢), или, другими словами, передачу «эстафетной палочки» - дислокации на одно межплоскостное расстояние. Такое эстафетное перемещение дислокации будет продолжаться до тех пор, пока она не дойдет до края кристалла, что бу-дет означать сдвиг его верхней части на одно межплоскостное расстояние (т.е. пластическую деформацию).

Этот механизм не требует больших усилий, т.к. состоит из последова-

тельных микросмещений, затрагивающих лишь ограниченное число атомов,

окружающих экстраплоскость.

2. Очевидно, однако, что такая легкость скольжения дислокаций будет

наблюдаться лишь в том случае, когда на их пути отсутствуют какие – либо

препятствия. Такими препятствиями являются любые дефекты решетки (осо-

бенно линейные и поверхностные!), а также частицы других фаз, если они при-

сутствуют в материале. Эти препятствия создают искажения решетки, преодо-

ление которых требует дополнительных внешних усилий, поэтому могут забло-

кировать движение дислокаций, т.е. сделать их неподвижными.

Поверхностные дефекты

Все промышленные металлы (сплавы) являются поликристаллическими материалами, т.е. состоят из огромного количества мелких (обычно 10-2…10-3

см), хаотически ориентированных кристалликов, называемых зернами. Оче-

видно, что периодичность решетки, присущая каждому зерну (монокристаллу),

в таком материале нарушена, поскольку кристаллографические плоскости зерен

повернуты относительно друг друга на угол a (см. рис. 1.2.9), величина которо-

го колеблется от долей до нескольких десятков градусов.

Рис. 1.2.9. Схема строения границ зерен в поликристаллическом материале

Граница между зернами представляет собой переходный слой шириной

до 10 межатомных расстояний, обычно с неупорядоченным расположением

атомов. Это место скопления дислокаций, вакансий, примесных атомов. Поэто-

му в объеме поликристаллического материала границы зерен являются дву-

мерными, поверхностными дефектами.