位错塞积

更新时间:2022-08-25 15:29

位错运动遇到障碍(晶界、第二相粒子以及不动位错等),如果其向前运动的力不能克服障碍物的力,位错就会停在障碍物面前,由同一个位错源放出的其他位错也会被阻在障碍物前,这种现象称为位错塞积。

简介

位错运动遇到障碍,当使位错向前运动的力和障碍物对位错的作用力相等时,位错就停止在障碍前面。同一个位错源放出的其他位错相继被阻在障碍前排成一列,这种现象称为位错塞积,这一列位错称为位错塞积群。晶体中的界面、第二相粒子以及位错反应所形成的不动位错都可能成为位错运动的障碍。在变形时,位错源增殖的位错可能在这些障碍前形成位错塞积群。

紧挨障碍物的那个位错就被称为领头位错或领先位错,塞积的位错数目越多,领头位错对障碍物的作用力就越大,达到一定程度时,就会引起邻近晶粒的位错源开动,进而发生塑性变形或萌生裂纹。

位错数目

在障碍物前位错的塞积群中可以含有多少个位错呢?我们可作如下分析:当位错产生塞积的时候,后面的位错由于受到外力的作用,要推着前面的位错继续前进,而前面被障碍物阻挡的位错对后面的位错有一斥力,使后面的位错停滞。整个的位错塞积群对位错源有一反作用力,塞积群的位错数目越多,对位错源的反作用力越大。当位错塞积的数日达到一定值n时,它对位错源的反作用力足以抗衡外力的作用,而使位错源停止动作,中止发放位错。由此可知,塞积群中位错数目n一定和外加切应力大小有关,和位错大小b有关,也和位错源到障碍物的距离L有关,根据计算

其中τ为外力在滑移方向上的分切应力;L为障碍物到位错源的距离(近似看作位错塞积群长度);k是系数,对螺位错k=1。此n的表达式用不同方法推导,可以略有出入(常数可能有不同),但n正比于τL的结论是一致的。

位错分布

塞积群中位错的分布:在n个位错形成的塞积群中,它们按一定的规律分布,其中每个位错受到两种力的作用,其一为外加应力场的作用,当外加应力场在滑移方向上的分切应力为τ时,则每个位错所受到的外力作用为F=τb。其二受到塞积群中其它位错应力场的作用。当这两种力达到平衡时,位错处于某个平衡位置。这些位错在障碍物前沿排列比较密集,随距障碍物距离的增加,排列逐渐稀疏。

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