§ *. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИСЛОКАЦИОННОЙ ТЕОРИИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛОВ

Реальные критические напряжения, вызывающие появление пластической деформации, на несколько порядков ниже теоретических. Такое несоответствие привело к мысли о том, что сдвиг атомов происходит не одновременно по всей плоскосги скольжения, а последовательно распространяясь от места нарушения структуры в глубь металла. Этот процесс, как и многие другие, хорошо объяс-

Рис. 13. Схема образования линейной и Рис. 14. Схема построения вектора винтовой дислокаций.Бюргерса для линейной дислокации.

иболее часто встречаются линейные и винтовые дислокации (рис. 13).

Можно представить себе, что линейные дислокации возникают в результате введения в идеальную кристаллическую решетку добавочных атомных плоскостей Р—ф и Р'—О,', перпендикулярных к плоскости чертежа (рис. 13, с). Если добавочная атомная плоскость (экстраплоскость) введена над плоскостью скольжения А—С, то образующаяся в таком случае линейная дислокация Считается положительной и обозначается Введение экстраплоскости под плоскостью скольжения дает отрицательную линейную дислокацию, обозначаемую знаком Т.

Знак дислокации имеет существенное значение. Если, например, две дислокации разных знаков, изображенные на рис. 13, а, совместить таким образом, чтобы их экстраплоскости совпали, то,

очевидно, они взаимно уничтожатся. Совмещение же однозначных дислокаций не приведет к их исчезновению. Линейная дислокация не обязательно должна быть прямой, чаще она представляет собой замкнутую петлю, спираль и т. п.

Строение винтовой дислокации можно представить следующей схемой. Если мысленно надрезать кристалл плоскостью 5 и сдвинуть надрезанные концы на одномежатомноерасстояние (рис. 13, б), то расположенные горизонтально атомные плоскости изогнутся и создадут винтовую поверхность вокруг линии В—О. Следуя в направлении стрелки отточки а" по первой атомной плоскости, мы придем в точку с на второй атомной плоскости и так далее по винтовой линии до нижней поверх-пг ности кристалла.

Для характеристики дислокации введено понятие вектора сдвига (вектор Бюргерса), с помощью которого оценивают величину искажения решетки, а следовательно, и энергию искажения. Чтобы пояснить это, построим контур линейной дислокации, отсчитывая от точки а одинаковое количество атомов последовательно

вниз, вправо, вверх и влево (рис. Рис. 15. Схсма перемещения линей-14). Получим незамкнутый контур ной дислокации путем скольжения. ас&е]. Для замыкания контура

нужно от точки / провести векторов точку а — это и будет вектор сдвига. Обычно его обозначают Ь. Аналогичным путем можно построить вектор Бюргерса и для винтовой дислокации.

С помощью вектора сдвига можно определить силы, необходимые для перемещения дислокации, энергию ее и т. п. Вектор Бюргерса обладает некоторыми особенностями, знание которых позволяет производить с ним математические операции. К числу наиболее важных особенностей относятся следующие:

1)величина вектора Бюргерса вдоль линии дислокации остается постоянной;

2)вектор Бюргерса всегда направлен по нормали к линейной дислокации и параллелен винтовой;

3)вектор Бюргерса для контура, охватывающего несколько дислокаций, равен геометрической сумме их векторов.

Перемещение дислокаций. При изменении напряженного состояния кристалла дислокации могут сравнительно легко перемещаться по его объему. При этом возможны два случая перемещения дислокаций: скольжение и диффузионное перемещение.

Механизм перемещения линейных дислокаций путем скольжения можно проследить на рис. 15. В начальный момент экстраплоскость 3—С} испытывает усилия со стороны обеих граничащих с ней нормальных атомных плоскостей