Левая ветвь кривой соответствует созданию совершенных бездислокационных нитевидных кристаллов (так называемых «усов»), прочность которых близка к теоретической.

     При ограниченной плотности дислокаций и других искажений кристаллической  решетки процесс сдвига происходит тем легче, чем больше дислокаций находится в объеме металла.

     С ростом напряжений возрастает число  источников дислокаций в металле  и их плотность увеличивается. Помимо параллельных дислокаций возникают  дислокации в разных плоскостях и  направлениях. Дислокации воздействуют друг на друга, мешают друг другу перемешаться, происходит их аннигиляция (взаимное уничтожение) и т. д., что позволило Дж. Гордону образно назвать их взаимодействие в процессе пластической деформации «интимной жизнью дислокаций». С повышением плотности дислокаций их движение становится все более затрудненным, что требует увеличения прилагаемой нагрузки для продолжения деформации. В результате металл упрочняется, что соответствует правой ветви кривой на рис. 1.8.

     Упрочнению  способствуют и другие несовершенства кристаллического строения, также тормозящие движение дислокаций. К ним относятся атомы растворенных в металле примесей и легирующих элементов, частицы выделений второй фазы, границы зерен или блоков и т. д. На практике препятствие движению дислокаций, т. е. упрочнение, создается введением других элементов (легирование), наклепом, термической или термомеханической обработкой. Снижение температуры также препятствует свободному перемещению дислокаций. При низких температурах прочность растет, а пластичность падает. Металл становится более прочным, но хрупким.

     Таким образом, повышение прочности металлов и сплавов может быть достигнуто двумя путями: 1) получением металлов с близким к идеальному строением  кристаллической решетки, т. е. металлов, в которых отсутствуют дефекты кристаллического строения или же их число крайне мало; 2) либо, наоборот, увеличением числа структурных несовершенств, препятствующих движению дислокаций.  

     Рис. 1.6. Схема движения дислокации по аналогии  
с перемещением складки на ковре 

     Двойникование – линейный дефект, образование в монокристалле областей с измененной ориентацией кристаллической структуры при помощи зеркального отражения структуры материнского кристалла (матрицы) в определенной плоскости – плоскости двойникования (рис. 1.7), поворота вокруг кристаллографической оси – оси двойникования либо другого преобразования симметрии.

     Двойниковое образование называют двойником. Он может образоваться при кристаллизации, деформации кристалла или при фазовом превращении.

     Рис. 1.7. Схема двойникования.

     Поверхностные дефекты

     Поверхностные дефекты имеют малую толщину  и значительные размеры в двух других измерениях. Обычно это места  стыка двух ориентированных участков кристаллической решетки. Ими могут быть границы зерен, границы фрагментов внутри зерна, границы блоков внутри фрагментов. Соседние зерна по своему кристаллическому строению имеют неодинаковую пространственную ориентировку решеток. Блоки повернуты друг по отношению к другу на угол от нескольких секунд до нескольких минут, их размер 10^–5 см. Фрагменты имеют угол разориентировки не более 5°. Если угловая разориентировка решеток соседних зерен меньше 5°, то такие границы называются малоугловыми границами. Такая граница показана на рис. 1.9. Все субзеренные границы (границы фрагментов и блоков) — малоугловые. Строение границ зерен оказывает большое влияние на свойства металла.

     На  рис. 1.10 показано, что границы зерен  и фаз могут совпадать (когерентные), совпадать частично (полукогерентные) и не совпадать (некогерентные).

     Граница между зернами представляет собой  узкую переходную зону шириной 5–10 атомных расстояний с нарушенным порядком расположения атомов. В граничной зоне кристаллическая решетка одного зерна переходит в решетку другого (рис. 1.11). Неупорядоченное строение переходного слоя усугубляется скоплением в этой зоне дислокаций и повышенной концентрацией примесей.

     Плоскости и направления скольжения в соседних зернах не совпадают. Скольжение первоначально  развивается в наиболее благоприятно ориентированных зернах. Разная ориентировка систем скольжения не позволяет дислокациям  переходить в соседние зерна, и, достигнув границы зерен, они останавливаются. Напряжения от скопления дислокаций у границ одних зерен упруго распространяются через границы в соседние зерна, что приводит в действие источники образования новых дислокаций (источники Франка—Рида). Происходит передача деформации от одних зерен к другим, подобно передаче эстафеты в легкоатлетических соревнованиях.

     Вследствие  того, что границы зерен препятствуют перемещению дислокаций и являются местом повышенной концентрации примесей, они оказывают существенное влияние на механические свойства металла. 

     Объемные  дефекты

     Объемные  дефекты имеют большую протяженность  во всех трех измерениях.

     К ним относятся скопления вакансий, образующие поры и каналы (рис. 1.12); частицы, оседающие на различных дефектах (декорирующие), например пузырьки газов, пузырьки маточного раствора; скопления примесей в виде секторов (песочных часов) и зон роста. Объёмные дефекты снижают пластичность, влияют на прочность, на электрические, оптические и магнитные свойства кристалла так же, как и дислокации.  

     Рис. 1.12 Пора в металле

     Заключение

     Для реального металла характерно наличие  большого количества дефектов строения, нарушающих периодичность расположения атомов в кристаллической решетке. Существуют такие дефекты как точечные (вакансия, дислоцированный атом), линейные (краевая, винтовая дислокации, двойник), поверхностные (межфазные границы), объемные (поры, каналы и др.). Наличие дефектов существенно влияет на комплекс прочностных свойств металла.

      Список используемой литературы

• Новиков И.И. Дефекты кристаллического строения металлов – М.:Металлургия 2008
• Козлов С.Ю. Материаловедение 2008
• Пейсахов А.М. Материаловедение