交叉滑移

交叉滑移是位錯離開一個密堆積面到達另一個相交的密堆積面,它是發生在位錯線上的三種偶然事件之一,另兩種是割階和Cottrell障礙。

滑移發生

交叉滑移示意圖 交叉滑移示意圖

位錯離開一個密堆積面到達另一個相交的密堆積面就稱為發生了交叉滑移。顯然這兩個平面必須平行於滑移方向b,並且發生交叉滑移的是位錯圈的螺型部分。

體心立方結構的交叉滑移

在許多體心立方金屬中,至少當溫度不太低時,交叉滑移是非常普遍的。結果,在與滑移方向相交的表面上滑移線是波紋形的,往往很難把滑移線與滑移面聯繫起來。在電子顯微鏡中,滑移線也是有些波紋形的,而且好像並不總是沿著確定的滑移面滑移。預料這是由於兩個原因:

平行於一個給定的滑移方向有幾個相交的密堆積面;

即使發生擴展,位錯也十分容易從一個堆垛層錯面交叉又滑移到另一個堆垛層錯面而不在兩個層錯面的交線上留下壓桿位錯(見圖a)。然而由於螺型位錯有可能擴展為三個不全位錯的不滑組態,所以交叉滑移有一定的困難。這可能與立方金屬中運動位錯的低溫摩擦阻力有關。

1.

平行於一個給定的滑移方向有幾個相交的密堆積面;

2.

即使發生擴展,位錯也十分容易從一個堆垛層錯面交叉又滑移到另一個堆垛層錯面而不在兩個層錯面的交線上留下壓桿位錯(見圖a)。然而由於螺型位錯有可能擴展為三個不全位錯的不滑組態,所以交叉滑移有一定的困難。這可能與立方金屬中運動位錯的低溫摩擦阻力有關。

體心立方交叉滑移示意圖 體心立方交叉滑移示意圖

面心立方結構的交叉滑移

面心立方結構中的交叉滑移較少,它與體心立方結構的主要差別是當不全位錯作交叉滑移時,不能不在兩個面的交線上留下一個壓位錯。這種壓桿位錯將強烈地吸引交叉滑移過的不全位錯。結果是當經過上圖b狀態交叉滑移到上圖示e的狀態時,所需的激活能非常高。如果在這種結構中,位錯先在交線處複合,然後在新的滑移面上重新擴展,如下圖所示。

面心立方結構中交叉滑移各個階段 面心立方結構中交叉滑移各個階段

則交叉滑移就比較容易發生。如果位錯在新的滑移面內長到足以能在切應力的作用下在此平面內彎曲和發展,則複合是穩定的,交叉滑移能夠發展。在這樣的距離下,兩個束集A和B不再有相互作用。這時所需的激活能至多為2U,其中U單個束集P的激活能;隨著交叉滑移面上外應力的增加,這個激活能應略有降低。

六角密堆積結構交叉滑移

六角密堆積結構交叉滑移各個階段 六角密堆積結構交叉滑移各個階段

六角密堆積結構基面中交叉滑移更為困難,因為位錯弧AB從基面交叉滑移到稜柱面時不能在擴展。上圖畫出了交叉滑移的各個相繼階段。

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