) при зрощенні в процесі кристалізації окремих кристалітів;
3) за рахунок переродження колоній вакансій в дислокації;
4) у процесі пластичного деформування завдяки джерелам Франка-Ріда.
З усіх способів зародження дислокацій найважливішим є останній, оскільки в цьому випадку виникає така кількість дислокацій, яке може забезпечити реальну макроскопічну пластичну деформацію.
Якщо позначити загальну довжину всіх ліній дислокацій в об'ємі монокристала через L і віднести її до цього обсягу, то щільність дислокацій визначиться співвідношенням
[см/см 3 , 1/см 2 , см -2 ].
Для відпалених металів щільність дислокацій становить 10 6 10 8 см -2 , а в процесі пластичного деформування щільність дислокацій зростає до значень 10 11 ... 10 12 см -2 ; саме така щільність дислокацій і забезпечує пластичну деформацію, реально спостережувану на практиці. Якщо щільність дислокацій підвищується до значень 10 13 ... 10 14 см -2 , то пластичне деформування закінчується руйнуванням кристала.
Залежно від розташування відносно площини ковзання дислокації умовно поділяються на позитивні і негативні. Перебуваючи в одній площині ковзання, дислокації взаємодіють між собою. Подібно електричним зарядам в електростатики дислокації одного знака відштовхуються, а різних - притягаються. Взаємодія дислокацій впливає на пластичність монокристала. Якщо дислокації в монокристалле відсутні, то пластичне деформування може реалізуватися тільки за механізмом жорсткого зсуву і тоді критичні зрушують напруги визначають за формулою Френкеля, що добре узгоджується з експериментальними даними.
Пластична деформація починається при напругах, рівних межі плинності. При цьому в монокристалах спостерігається переміщення наявних у них дислокацій. У процесі деформації з'являються нові дислокації (існують і працюють джерела дислокацій Франка-Ріда). Дислокації можуть перетинатися один з одним і блокувати пластичну деформацію.
Пластична деформація полікристала
Реальний метал складається з великої кількості зерен, різноорієнтованих відносно один одного. Розглянутий механізм пластичної деформації прийнятний для окремо взятого зерна, в якому спотворення кристалічної решітки визначаються тільки наявністю дислокацій та інших дефектів.
Метали технічної чистоти містять велику кількість домішок, які в кристалічній решітці основного металу можуть перебувати або в атомарному стані, або у вигляді частинок другої фази з власної кристалічною структурою. Крім того, полікристалічне будова реальних металів обумовлює велику кількість поверхневих дефектів на границях зерен, наявність яких також впливає на рухливість дислокацій, а отже, і пластичність металу.
Коротко розглянемо вплив основних типів дефектів, що зустрічаються в реальному металі, на його міцнісні і пластичні властивості.
Якщо в площині ковзання є атоми іншої речовини, то вони залучаються дислокацією в рух, на що витрачається енергія рухається дислокації, яка буде поступово втрачати свою рухливість, якщо домішкових атомів буде досить багато. Якщо в площині ковзання знаходяться сторонні включення другої фази зі своєю власною кристалічною структурою, то рухома дислокація може їх тільки обігнути, що також вимагає енергетичних витрат, призводять до втрати дислокаціями рухливості. Межі зерен є непереборними перешкодами для рухомих дислокацій.
Всі фактори, що ускладнюють переміщення дислокацій, будуть підвищувати межа плинності і наближати його до межі міцності, тобто вони можуть розглядатися як зміцнюючі фактори.
Збільшення опору металу переміщенню дислокацій залежить від наступних факторів:
а) повороту площин ковзання щодо діючої сили. При цьому площині ковзання прагнуть розташуватися паралельно головному напрямку деформації, тобто кут між діючою силою і площиною ковзання поступово зменшується, а напруга в площині ковзання досягає свого критичного значення при більшому зусиллі. Таким чином, деяка частка зміцнення за рахунок деформації пояснюється геометрією самої деформації;
б) збільшення щільності дислокацій, що призводить до значних спотворень просторової кристалічної решітки. Вони виникають при взаємодії дислокацій один з одним (їх перетині) і з іншими дефектами кристалічної решітки;
в) гальмування дислокацій на перешкодах: кордонах блоків, двійників, зерен, включених інших фаз. Так як у різних зернах реальних металів орієнтування кристалографічних площин різна, то межі зерен є непереборної перепоною для дислокацій. Накопичуючись на кордоні зерен, дислокації створюють великі внутрішні напруги, які приводять в рух дислокації в сусідніх зернах. Таким чином, через кордон зерен переміщення дислокацій передається естафетному шляхом;
г) впливу домішок, дрібнодисперсних фаз і...
