Дислокационные механизмы разрушения двойникующихся материалов. Федоров В.А - 38 стр.

UptoLike

θ
,
град
В кальците плоскость спайности составляет с плоскостью двойникования угол 70°51, т.е. практиче-
ски совпадает с плоскостью, в которой действуют максимальные растягивающие напряжения σ
θθ
(рис. 3.15). В силу указанных факторов вскрытие трещины произойдет в плоскости спайности, что и на-
блюдается в эксперименте. В соответствии с уравнением (3.6) слияние головных дислокаций в вершине
двойника наступит при критическом значении nτ = 968·10
7
дин/см
2
.
Величина угла Θ, характеризующего положение плоскости с максимальными σ
θθ
в двойном ступен-
чатом скоплении, также зависит от значения nτ и числа дислокаций n (рис. 3.16). Причем с увеличением
nτ до критического зависимость угла Θ от n все более слабая. Но и при малых величинах nτ, с увеличе-
нием n до 50 и более, угол Θ приобретает постоянство.
n
3.5. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕРМОАКТИВИРОВАННОГО
ЗАРОЖДЕНИЯ ТРЕЩИНЫ В ВЕРШИНЕ УПРУГОГО ДВОЙНИКА
Из [133, 134] следует, что учет термических флуктуаций и реальной структуры дислокационного
скопления приводит к более мягким условиям зарождения трещины. В частности, для плоского за-
торможенного скопления зарождение трещины становится энергетически выгодным уже при d < 5b,
т.е. при локальных напряжениях в ~5 раз меньших, чем требуется по схеме Стро для силового слия-
ния дислокаций при d = b.
В предыдущем разделе получено условие зарождения трещины по силовому механизму с учетом
геометрии двойниковых границ. Представляет интерес выяснить, как изменится условие слияния
дислокаций при термоактивированном подходе к рассмотрению процесса, а также получить расчет-
ные выражения для энергии активации зарождения трещины, оценить критические значения внеш-
них напряжений и сопоставить термофлуктуационное и атермическое условия.
По аналогии с движением дислокаций в рельефе Пайерлса [137] предполагалось, что слияние го-
ловных дислокаций происходит в результате выброса второй дислокацией скопления парного пере-
гиба шириной l и глубиной с = d – b (рис. 3.17) и последующего удлинения дислокационного отрезка
с двойным вектором Бюргерса.
Энергия активации зарождения трещины при d < (5…7)b полностью определятся энергией обра-
зования парного перегиба, поскольку вскрытие зародыша трещины в ядре слившейся дислокации и
Рис. 3.15. Изменение напряжений σ
θθ
вблизи плоскости спайности
(вертикальная линия) в зависимости от
угла Θ, а также значений n и nτ:
кривые 1 и 2 для nτ = 120·10
7
дин/см
2
; кривые 3
и 4 для nτ
= 800·10
7
дин/см
2
; кривые 1 и 3
построены для 10 дислокаций в скоплении,
а 2 и 4для 50 дислокаций
Рис. 3.16. Положение плоскости
с максимальными значениями σ
θθ
,
определяемые углом Θ в зависимости
от числа дислокаций n:
Кривые 1 – 6 соответствуют nτ равным:
(
120
,
700
,
800
,
840
,
880
,
900
)
МПа
4
2
3
1
5
4
3
2
1