金属塑性变形过程中,位错群不断增殖,它们杂乱分布,像森林一般,称为位错林。
简介
金属塑性变形过程中,位错群不断增殖,它们杂乱分布,像森林一般,称为位错林。
位错滑动过程中遇到位错林,产生割阶,形成位错锁,在位错林斥力作用下,使滑动位错弯曲。随着位错林的不断稠密,位错间的距离不断减小,滑动位错的曲率半径减小,相互斥力增加,因而使位错运动阻力增大。
位错强化机制
一般来讲,经过金属塑性变形后,位错密度显著增加。临界切应力 和位错错密度 之间有以下关系:
式中,, :派一纳力,相当于理想晶体中移动单一位错所需的临界切应力;
:与晶体结构有关的常数,常在0.2~0.5范围内;
:切变弹性模量;
:柏氏矢量。
由上式可知,当利用抗疲劳制造技术中的冷形变方法,造成位错密度 增加时,会导致位错间的交互作用增加,促使位错移动的临界切应力 也必然增大,致使塑性变形抗力得到提高,这就是位错强化机制。
Hirsch位错林理论
Hirsch认为:主滑移面中位错源产错和位错林由于交截而产生“割裂”,位错可以被多次交截,产生的割阶越多,需要能量越大,因而阻力就越大。两个相互垂直的螺型位错相截产生的割阶是刃型位错。当螺型位错带着这个割阶一起运动时,割阶进行非保守运动,从而在晶体中产生空位。割阶的非保守运动受到的阻力是非常大的。
主滑移面上的运动位错和位错林(它垂直于滑移面)的弹性交互作用,也可以产生新的位错线段,形成割阶。此过程所遇到的剪切阻力表达如下:
式中:是与过程有关的常数;是设想还有其他附加过程对应的阻力。