Дислокационные механизмы разрушения двойникующихся материалов. Федоров В.А - 190 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ном скоплении, показал, что максимальные растягивающие напряжения действуют в плоскости, состав-
ляющей с плоскостью скольжения дислокаций угол 70°. Им же [132] было получено условие зарожде-
ния трещины в предположении, что головные дислокации сливаются при расстоянии между ними bd
=
,
,/84,1 bAn
=
τ
(14.1)
где
()
;12/ ν−π= GbA n – число дислокаций в скоплении,
τ
– величина приложенного напряжения, G – мо-
дуль сдвига, ν – коэффициент Пуассона.
Отметим, что образующийся при слиянии двух первых дислокаций зародыш не является еще собст-
венно трещиной, поскольку размеры образующейся полости порядка b и ее берега нельзя считать сво-
бодными от напряжений. Дальнейшее увеличение зародыша трещины может происходить за счет сва-
ливания в нее дислокаций скопления [305]. При этом поглощение трещиной дислокаций происходит
при напряжениях меньших, чем необходимых для сближения до критического расстояния головных
дислокаций в соответствии с соотношением (14.1).
Условие зарождения трещин в скоплении нейтральных дислокаций (14.1) легко обобщается на слу-
чай заряженных дислокаций. Действительно, из-за одинакового изменения с расстоянием упругих на-
пряжений и напряженности электрического поля дислокации, рассматриваемой как нить с линейной
плотностью заряда λ , все интересующие нас зависимости могут быть получены из соответствующих
выражений для нейтральных дислокаций перенормировкой константы силового взаимодействия (см. п.
13.1)
./2
2
bAA ελ+→
РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ ГОЛОВНЫМИ ДИСЛОКАЦИЯМИ СКОПЛЕНИЯ БУДЕТ ТЕПЕРЬ
ЗАВИСЕТЬ НЕ ТОЛЬКО ОТ УПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК КРИСТАЛЛА, НО И ОТ ЭЛЕК-
ТРИЧЕСКИХ
(
)
()
./184,1//284,1
2
τ+=τελ+= nkAnbAd (14.2)
Соответственно изменится и условие (14.1) зарождения трещины в вершине скопления
(
)
./184,1 bkAn
+
=
τ
(14.3)
При неизмененном числе n дислокаций в скоплении наличие электрического заряда на них приво-
дит к увеличению критических напряжений
∗
τ , необходимых для зарождения трещины. Эффект упроч-
нения тем больше, чем больше заряд дислокаций
(
)
,
14
11/
2
2
ε
ν−π
+=+=ττ
∗
b
fe
G
k
(14.4)
где λ выражено через число f элементарных зарядов e, приходящихся на вектор Бюргерса решетки.
На рис. 14.1 приведена зависимость ττ
∗
/ в функции линейного заряда дислокаций для кристаллов NaCl
(G = 1,82 10
11
дин/см
2
; b = 3,99 10
–8
см; ν = 0,2;
ε
= 6,3), LiF (G = 3,50 10
11
дин/см
2
; b = 2,85 10
–8
см;
ν
=
0,27;
ε
= 9,3) и ZnS (G = 1,79 10
11
дин/см
2
; b = 2,21 10
–8
см;
ν
= 0,4;
ε
= 7,9). Видно, что эффект влияния заря-
да становится заметным при
λ
> 10
–3
ед. CGSE/см. Вклад электростатического взаимодействия зависит
от соотношения упругих и электрических характеристик кристалла. Для материалов типа А
2
В
6
, в кото-
рых легко достижимы высокие ~10
–2
ед. CGSE/см плотности дислокационных зарядов, упрочнение за
счет кулоновского взаимодействия дислокаций может превышать 100 %.
В щелочно-галоидных кристаллах, для которых значения
λ
> 10
–3
ед. CGSE/см следует рассматривать
как аномально высокие [10], примерно на порядок меньший эффект (10…30 %) будет наблюдаться, оче-
видно, только при определенных условиях – легировании кристаллов двухвалентным металлом [306],
облучении [307] и т.д.
В [1] отмечалось, что условие (14.1) является избыточным. Это связано с тем, что требование от-
талкивания дислокаций до расстояния между ними порядка b завышено, т.к. слияние может быть энер-
гетически выгодным уже при d < (7 – 10)b [308]. В этом случае процесс слияния дислокаций связан с
необходимостью преодоления энергетического барьера и может происходить с помощью тепловых
флуктуаций. Термически активированное зарождение микротрещины в заторможенной полосе сколь-
жения анализировалось В.И. Владимировым и
А.Н. Орловым [137].

Страницы