» » Механизмы образования дислокаций
21.12.2014

Дислокации образуются:
- при росте кристаллов из расплава (энергетически трудно начинать новый ряд атомов:
- при срастании слегка разориентирозанных дендридов в процессе кристаллизации, поэтому максимальное число дислокаций находится на границе зерен (разориентация - за счет наличия градиента температур, конвекционных токов и др. причин);
- при захлопывании вакансий при построении из-за нехватки атомов;
- из-за неоднородности химического состава при затвердевании (параметры решеток двух фаз или химических компонентов не совпадают и на стыке образуются дислокации);
- при приложении нагрузки (образуются дислокации, которые затем двигаются, образуя пластическую деформацию);
- в процессе пластической деформации дислокации могут размножаться за счет источника Франка-Рида.
Дислокация закрепилась в точках А и A1, например, примесными атомами и под действием τ будет выгибаться по стрелке, а линейное натяжение создает сопротивление, стремится дислокацию выпрямить. В какой-то момент линия AA1 приняла форму полуокружности, но сопротивление ее дальнейшему перемещению возрастает.
Середина дуги начинает двигаться медленнее, а края быстрее; дислокация закручивается вокруг точек закрепления, кривая постепенно превращается в две сопряженные полуспирали, силовые поля которых притягиваются.
Механизмы образования дислокаций

При соприкосновении спиралевидных дуг происходит разделение дислокации на две с образованием замкнутой кривой и криволинейной дислокации АА1.
Под действием τ замкнутая кривая приняла форму окружности и будет дальше расширяться, а дислокация AA1 выпрямилась и снова начнет выгибаться.
Дислокации могут также зарождаться вблизи дефектов в сочетании с флуктуациями тепловой энергии.
Таким образом, дислокации генерируются, размножаются и, перемещаясь, образуют пластическую деформацию.
Усилие, необходимое для пластической деформации кристалла, определяется двумя факторами: наличием дислокаций и возможностью их перемещения. При наличии дефектов строения (включений, искажений решетки) сопротивление деформации возрастает, так как они препятствуют движению дислокаций. Итак, с одной стороны, для снижения сопротивления необходимо иметь дефекты, способствующие образованию дислокаций при деформации, с другой - дефекты затрудняют движение дислокаций, что упрочняет металл. Такое двойственное влияние дефектов решетки на прочность обусловлено количеством дефектов.