Взаимодействие дислокаций 1. плотностью дислокаций ρ = 10

Взаимодействие дислокаций
1. Найдите среднее расстояние между дислокациями: а) в отожжённом металле с
плотностью дислокаций ρ = 106 см–2; б) в холоднодеформированном металле с ρ = 1010
см–2. Сравните его с радиусом ядра дислокаций (rядра ~ 3b).
2. Сколько километров дислокаций содержится в 1 см3: а) отожжённого металла с
плотностью дислокаций ρ = 106 см–2; б) холоднодеформированного металла с ρ = 1010
см–2? Найдите объёмную долю ядер дислокаций в обоих случаях (принимая радиус
ядра rядра ~ 3b).
2. В расчёте на 1 см3 металла сравните: а) энергию дислокаций при их максимально
возможной плотности ~1012 см–2; б) энергию вакансий при их максимально возможной
равновесной концентрации (вблизи температуры плавления); в) энергию межатомной
связи (энергию сублимации) εсубл. Расчёт сделайте для: 1) серебра (εсубл = 2,60
эВ/атом); 2) α-железа (εсубл = 3,63 эВ/атом).
3. Найдите напряжение, необходимое для прохождения полной краевой дислокации
над параллельной ей закреплённой дислокацией, если расстояние между их
плоскостями скольжения составляет 10b; 25b; 100b. Расчёт сделайте для 1) α-железа;
2) серебра.
4. Какое напряжение надо приложить к паре полных краевых дислокаций одного
знака, скользящих в одной плоскости, чтобы сблизить их до расстояния 10b; 25b;
100b? Расчёт сделайте для:
1) α-железа; 2) серебра.
5. Запишите все возможные типы реакций между двумя дислокациями 1/2a <110> в
ГЦК-решётке и отберите из них энергетически выгодные.
6. Запишите все возможные типы реакций между двумя дислокациями 1/2a <111> в
ОЦК-решётке и отберите из них энергетически выгодные.
7. Монокристалл серебра выращивают из расплава. Оцените плотность возникающих
в ходе кристаллизации дислокаций, если перепад температуры вблизи границы
раздела жидкости и твёрдой фазы составляет 10 К/мм. Коэффициент линейного
расширения серебра при температуре плавления равен 28·10–6 К–1.
8. Найдите напряжение, под действием которого закреплённый с обоих концов
сегмент дислокации в … длиной … испустит первую дислокационную петлю.
1) в меди, 1,5 мкм; 2) в α-титане, 2 мкм; 3) в α-цирконии, 4 мкм;
9. Запишите реакцию расщепления полной краевой дислокации …, скользящей в
плоскости … в ГЦК-решётке, на частичные дислокации Шокли и покажите, что эта
реакция энергетически выгодна.
1)
 
1
а 1 1 0 , (111);
2
2)
1
а011, 1 1 1 .
2
10. Оцените равновесную ширину расщеплённой краевой дислокации 1/2a <110> в
следующих металлах и сплавах:
1) меди; 2) никеле; 3) титане;
4) аустенитной нержавеющей стали 08Х18Н10 (γДУ = 12 мДж/м2);
5) аустенитном сплаве инвар Fe + 36%Ni (γДУ = 30 мДж/м2).
11. Найдите энергию дефекта упаковки в сплаве на основе …, если средняя ширина
равновесного расщепления краевых дислокаций в нём составляет x = ….
1) сплав меди, x = 50b; 2) аустенитная сталь, x = 120b;
3) аустенитная сталь, x = 50b; 4) сплав меди, x = 100b.