 |
Влияние частиц выделения (дисперсионное упрочнение)
|
|
|
|
Межфазовая поверхность раздела может стать эффективным препятствием для скользящих дислокаций. При переходе через границу раздела фаз меняется структура решетки, ее ориентировка. В сплавах вторая фаза обычно распределена внутри матрицы в виде дисперсных включений. Противодействие этих частиц движению дислокаций в плоскости скольжения может иметь различный механизм.
В тех случаях, когда частицы дисперсны, близко расположены друг к другу и когерентны матрице, может действовать механизм перерезания частиц. Дислокации оказываются способными проходить непосредственно через частицы, перерезая их. При таком механизме упрочнение достигается по ряду причин:
а) движению дислокаций препятствует поле упругих искажений вокруг включения;
б) модуль сдвига частицы (как правило, это карбид или интерметаллидное соединение) обычно больше, чем модуль матричного раствора;
В) образуется новая поверхность раздела между частицей и матрицей; г) если выделение имело упорядоченную структуру, то для для разупорядочения в плоскости скольжения при прохождении дислокации требуется дополнительная энергия.
Перерезание дислокацией дисперсной частицы
Если частицы второй фазы расположены достаточно далеко друг от друга, а сами частицы некогерентны матрице, то может реализоваться так называемый механизм огибания или механизм Орована. В этом случае дислокация под действием приложенного касательного напряжения проталкивается между частицами. Необходимое для этого напряжение составляет величину
tпр = Gb/ 
,
где 
- расстояние между частицами.
Дислокация, обходя частицы, оставляет вокруг них дислокационные петли, продолжая скользить в прежнем направлении. Каждая новая дислокация, проходя между частицами, оставляет вокруг них петли. При этом эффективное расстояние между препятствиями будет с каждым разом уменьшаться и любой последующей дислокации придется уже с большим трудом пробираться между частицами. В результате будет возрастать сопротивление деформации и,как результат, сплав упрочняется.
|
|
|
Прохождение дислокацией частиц второй фазы путем огибания
Влияние границ зерен (зернограничное упрочнение).
Границы зерен оказывают сложное влияние на дислокации. Они создают свое поле напряжений и могут задерживать движение дислокаций. Барьерное воздействие границ обусловлено тем, что при переходе через нее скачкообразно изменяются направления и плоскости скольжения. При этом эффективность границ как препятствий усиливается с увеличением угла разориентировки. В этом случае дислокации, дойдя до границы, надежно задерживаются у нее и деформация локализуется в микрообъеме, а общее сопротивление деформации поликристаллического материала возрастает.
Известна зависимость между пределом текучести и размером зерна d металла (уравнение Холла-Петча):
sт = sо + k / 
,
где sт - предел текучести; so - в общем случае под этим понимают напря- жение трения решетки; k - константа, величина которой определяется наличием сегрегаций примесных атомов внедрения.
Под величиной d в широком смысле понимают расстояние, которое проходит дислокация, не встречая сопротивления (длина свободного пробега). В чистом металле это может быть величина зерна или субзерна, в сплаве с гетерофазной структурой - расстояние между частицами выделений.
Влияние границ на упрочнение в сильной мере зависит от температуры. При достаточно низких температурах (< 0,25 Тпл) граница, как отмечалось, является эффективным препятствием для распространения деформации от зерна к зерну. При высоких температурах (обычно > 0,7 Тпл) межзеренные границы уже не являются надежными барьерами для торможения дислокаций. В этом случае большое значение приобретают диффузионные процессы, способные вызвать пластическое течение за счет реализации вакансионного механизма деформации.
|
|
|
|
|
|
