Principalele defecte liniare sunt dislocații. înțelegerea apriori dislocațiilor folosit pentru prima dată în 1934 godu Orovanom și Theilers când deformarea plastică a materialelor cristaline, pentru a explica diferența mare între metalul teoretic și practic rezistență.
defecte liniare în structura cristalină
Dislocare - un defect al structurii cristaline. reprezentând linia de-a lungul și în apropierea căreia caracteristica cristal locația corectă rupt avioane atomice. Luxații sunt de două tipuri: de margine și șurub.
O muchie dislocare este o linie de-a lungul căreia se termină în interiorul marginii de cristal „extra“ semiplanul (Fig. 1). Incompletă a planului suplimentar numit.
Figura 1 - dislocare margine. mecanism de formare.
și - o dislocare margine; b - mecanismul de formare a acesteia
Cele mai multe dislocațiilor formate prin mecanismul de deplasare. Formarea sa poate fi descrisă prin următoarele operații. Cristal de incizie ABCD plane, deplasa în raport cu porțiunea superioară a inferior cu o perioada grilajului, în direcția perpendiculară AB și apoi reconcilia din nou atomii de pe marginile tăiate ale fundului.
Cea mai mare distorsiune în aranjamentul atomilor într-un cristal are loc aproape de marginea de jos a extra. La stânga și la dreapta de la marginea extra aceste distorsiuni sunt mici (câteva perioade de zăbrele), și de-a lungul marginii distorsiunii suplimentare se extind prin întregul cristal și poate fi foarte mare (mii de parametrii de rețea) (fig. 2).
Dacă de extra la partea de sus a cristalului, dislocare margine - pozitiv (), în cazul în care partea de jos, apoi - negativ (). Dislocările același semn sunt respinse și atrași de vizavi.
Figura 2 - Distorsiunile în rețeaua cristalină, în prezența unei dislocare margine
Șurub dislocare (descris de Burgers) obținut prin forfecare parțială a planului Q in jurul liniei EF (fig. 3) pe suprafața cristalului se formează un pas, trecând de la punctul E la marginile cristaline. O astfel de deplasare paralelă parțială dă straturi atomice, cristalul se transformă într-un plan atomic singur pe șurub într-o formă răsucită de spirală scobit în jurul unei linii EF, care este separarea părții a planului de alunecare în care a avut loc trecerea de la partea în care se începe trecerea frontierei. De-a lungul liniei de FE se observă macroscopice imperfectiuni caracter zone în alte zone ale dimensiunilor sale sunt mai multe perioade.
În cazul în care tranziția de la nivelul superior la orizonturile inferioare se face prin rotirea în sensul acelor de ceasornic, dislocarea dreapta, iar dacă rotirea în sens antiorar - stânga.
Figura 3 - Mecanism Formarea șurub dislocare
O spirală dislocare nu este asociat cu nici un plan de alunecare se poate deplasa de-a lungul orice plan care trece prin linia de dislocare. Locuri de muncă și atomi dislocați pentru a șurub dislocarea nu se scurge. În substanța atomii de proces de cristalizare care se încadrează la vapori sau o soluție, este ușor să se alinieze pașii, ceea ce conduce la mecanismul de creștere a cristalului elicoidal. Liniile de dislocare nu se poate termina în cristal, acestea ar trebui să fie închise, fie pentru a forma o buclă sau o sucursală în mai multe luxații, sau du-te la suprafața cristalului.
Structura dislocare a materialului are o densitate de dislocații.
Densitatea de dislocare în cristal este definit ca numărul mediu de linii de dislocare care traversează o zonă în interiorul zonei de corp de 1 m 2 sau ca lungimea totală a liniilor de dislocare într-un volum de 1 m 3:
Densitatea de dislocare variază în limite largi și depinde de materialul. După recoacere minuțioasă, densitatea de dislocare 10 5 ... 10 7 m 2. Cristale cu cristal densitate zabrele dislocare puternic deformată atinge 15 ... 10 brumărel 16 m -2.
densitatea dislocare determină în mare măsură rezistența și ductilitatea materialului (fig. 4).
Figura 4 - Efectul densității asupra rezistenței dislocărilor metalice
rezistența minimă este determinată de densitatea dislocațiilor critică care p = 10 5. 10 7 m 2.
Dacă densitatea este mai mică decât valoarea a, rezistența de deformare crește brusc, iar puterea este aproape teoretică. rezistență mai mare realizată prin asigurarea unei structuri de metal cu defect liber, și creșterea densității de dislocare, împiedicând mișcarea lor. In prezent, cristalele fara defecte create - lungimea mustăți de 2 mm, o grosime de 0,5 ... 20 m - „mustăți“ cu o rezistență apropiată de teoretic: fier Rm = 13000 MPa, pentru cupru Rm = 30000 MPa. Când calire metalelor creșterea densității de dislocare, aceasta nu trebuie să depășească 15 ... 10 brumărel 16 m -2. În caz contrar, fisuri.
Luxații afecta nu numai puterea și ductilitatea. dar pe celelalte proprietăți ale cristalelor. Cu o creștere a densității de dislocare creșteri interne variază proprietăți optice, a crescut de metal rezistivitate. Dislocații crește viteza medie de difuzie în cristal, accelera îmbătrânirea și alte procese care reduc rezistența chimică, cu toate acestea, ca urmare a tratamentului de suprafață a cristalului cu substanțe speciale, în locurile în care se formează dislocații gropi.
Dislocările se formează în timpul formării cristalelor dintr-o topitură sau în fază gazoasă, blocuri intergrowth cu unghiuri mici misorientation. Când mutați posturile vacante în cristal, acestea sunt concentrate, formând o cavitate în formă de discuri. În cazul în care aceste discuri sunt mari, atunci este favorabil energetic „trantite“, le pentru a forma la marginea dislocare marginea discului. Dislocații sunt formate în timpul deformării, în timpul cristalizării. în timpul tratamentului termic.
defecte de suprafață - limitele grăunților, fragmente și blocuri (Figura 5.).
Figura 5 - misorientation de boabe într-un bloc de metal și
Cerealele cu dimensiuni de până la 1000 microni. Misorientation unghiuri de până la câteva zeci de grade (θ).
Limita dintre boabe este un strat subțire este 5 - 10 atomic zona de suprafață diametre cu un maxim de ordine în aranjamentul atomic.
Structura stratului de tranziție favorizează acumularea de dislocații. La limitele granulelor se mărește concentrația de impurități care scad energia de suprafață. Cu toate acestea, în interiorul cereale nu a fost niciodată o structură perfectă a rețelei cristaline. Există zone, dezorientat în raport cu celălalt cu câteva grade (θ1). Aceste secțiuni sunt numite fragmente. Procesul de divizare semințele în fragmente numite fragmentare sau polygonization.
La rândul său, fiecare fragment este format din blocuri de dimensiuni mai mici de 10 microni, cu un unghi orientate greșit mai puțin de un grad (θ2). O astfel de structură se numește un bloc sau mozaic.