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不銹鋼管原子晶體結(jié)晶過程中的位錯(cuò)的產(chǎn)生和繁殖
在理想單晶體內(nèi)在結(jié)晶過程中,同樣在塑性變形過程中有位錯(cuò)產(chǎn)生。在由液態(tài)金屬結(jié)晶過程中位錯(cuò)產(chǎn)生的機(jī)理是各式各樣的。由于不同方位柱枝狀結(jié)晶輕微接觸,可以產(chǎn)生位錯(cuò)。由于溫度梯度、對(duì)流及其它原因而產(chǎn)生不同方位。表示一個(gè)晶體的兩個(gè)對(duì)稱但不同方位的部分相互接觸和在接觸面上產(chǎn)生正位錯(cuò)的最簡(jiǎn)單情況?梢陨陕菪诲e(cuò)初始臺(tái)階的條件為結(jié)晶時(shí)受異類原子和異類雜質(zhì)的影響,也因?yàn)榻Y(jié)品萌芽經(jīng)常是產(chǎn)生在現(xiàn)成..狗媒介物上(例如,錠模內(nèi)壁,懸浮在熔液中的固體微粒)。它的形狀(指媒介物)與凝固物質(zhì)規(guī)則晶體的形狀是有區(qū)別的。
也還有在結(jié)晶過程中產(chǎn)生位錯(cuò)的其它說法,而它們?nèi)慷寂c結(jié)晶過程條件不完善有關(guān)。對(duì)流、溫度梯度、、異類原子作用和與其它原因有關(guān)的結(jié)晶條件不完善,決定了理想單晶體是由鑲嵌塊組成的。就是在塑性變形過程中也產(chǎn)生位錯(cuò)。這是因?yàn)殡m然部分位錯(cuò)到了單晶體表面上或相互抵消(例如,正負(fù)刃型位錯(cuò)合并),但總的位錯(cuò)量在冷變形過程中增加了。所以,例如A.皿,曼那賽維奇指出,與理論計(jì)算結(jié)果一致,在經(jīng)過很好退火的金屬大直徑不銹鋼管中位錯(cuò)數(shù)量約中有108個(gè),而在加工硬化的金屬中有1012個(gè)。
塑性變形過程中產(chǎn)生位錯(cuò)的機(jī)理還沒有完全解釋清楚,并有很多假說,其中部分得到間接的實(shí)驗(yàn)證明。最有說服力的假說是用初始位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受到局部阻礙的現(xiàn)象存在來解釋新位錯(cuò)的產(chǎn)生。這個(gè)假說是由@.K.富蘭克和B. T.瑞德所提出來的,給出產(chǎn)生新位錯(cuò)的兩種機(jī)理。第一種情形為位錯(cuò)的一邊被固定。設(shè)線ABC為刃型位錯(cuò),而與CDE平面平行的平面——唯一有效的滑移藹。同樣可認(rèn)為線段AB(位錯(cuò)的邊緣)被固定。線段BC可在CDE面內(nèi)運(yùn)動(dòng),5并且圍繞B點(diǎn)環(huán)行。當(dāng)線段Bc走過了CDE面所有區(qū)域時(shí),就產(chǎn)生了單位滑移。這樣,當(dāng)線段Bc過渡到BD位置時(shí)在扇形面BCD上產(chǎn)生了一個(gè)原子間距的滑移。在CDE面上的其它部位上沒有產(chǎn)生滑移。線段BC的繞轉(zhuǎn)每一周在全部滑移面上得到一個(gè)原子間距的滑移。
通過線段BC的重復(fù)繞轉(zhuǎn)可得到無限數(shù)量的單位滑移。為了產(chǎn)生單位滑移,必須使繞轉(zhuǎn)著的線聶按螺旋線旋轉(zhuǎn)。此后,大直徑不銹鋼管線段在繞轉(zhuǎn)過程中在整個(gè)滑移面CDE上獲得螺旋形,每個(gè)完全的旋轉(zhuǎn)螺旋線都將發(fā)生單位滑移。線段BC按照與“多余的”平面么相對(duì)應(yīng)的螺旋線旋轉(zhuǎn)形成圓柱表面,該表面在垂直予線段AB的橫截面上產(chǎn)生螺旋線。圍繞B點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致位錯(cuò)線長(zhǎng)度的增加。
第二種情形為位錯(cuò)線兩端均被固定,位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)局部受阻,產(chǎn)生了位錯(cuò)的增殖。這就是所謂的富蘭克~瑞德源,即位錯(cuò)源。由富蘭克一瑞德源產(chǎn)生新位錯(cuò)的筒圖。圖1.20的平面就是滑移面,其上有于D和D 7點(diǎn)被固定的位錯(cuò)線DD。施加的應(yīng)力1使位錯(cuò)線成弧狀。彎曲半徑與施加的應(yīng)力有關(guān),且應(yīng)力愈大則半徑減少。當(dāng)位錯(cuò)線具有半圓形時(shí),曲率半徑將最小。力f的降低。當(dāng)f值不變時(shí)位錯(cuò)線應(yīng)當(dāng)圍繞點(diǎn)D和D 7繞行。位錯(cuò)線組成為卷線,卷線上m點(diǎn)和櫛點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)相遇,在最后階段此長(zhǎng)繩式的位錯(cuò)線變成一個(gè)封閉位錯(cuò)線和一個(gè)新的位錯(cuò)DD 7。新位錯(cuò)DD!與初始的位錯(cuò)相似。因?yàn)樵邳c(diǎn)m和點(diǎn),;上具有正刃型位錯(cuò)和負(fù)刃型位錯(cuò),當(dāng)位錯(cuò)在m點(diǎn)和行點(diǎn)相遇時(shí)它們就消失了。在塑性變形過程中,上述出現(xiàn)位錯(cuò)的來源并不是唯一的。例如,在多晶體塑性變形過程中,由于具有不規(guī)則外形的友鄰晶粒被局部“壓扁”,所以在晶粒邊界上可以產(chǎn)生位錯(cuò)。在塑性變形過程中,新位錯(cuò)的出現(xiàn)和新位錯(cuò)在外力作用下由單晶體一邊至另一邊的定向移動(dòng),將導(dǎo)致塑性變形過程中單晶體個(gè)別部分間的相對(duì)位移遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大于原子間距離。hzsnkyy.cn
文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|小口徑厚壁鋼管-浙江至德鋼業(yè)有限公司
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