Теория Тейлора
Статьи / Три теории деформационного учета монокристаллов / Теория Тейлора

Первая теория деформационного упрочнения, оперирующая дислока­ционными представлениями, предложена Тейлором в 1934 г. К тому времени было установлено, что кривые упрочнения металлических кристаллов, таких, как алюминий, в первом приближении можно считать параболическими и это учитывалось при разработке теории.

Следуя Тейлору, рассмотрим кристалл, в котором при приложении внешнего напряжения t , действующего в плоскости скольжения в направле­нии скольжения, зарождаются и скользят бесконечные, прямолинейные, парал­лельные друг другу дислокации. Механизм зарождения конкретизировать не будем, а механизмом упрочнения будем считать упругое взаимодействие дис­локаций друг с другом.

Если плотность дислокаций в кристалле r, то среднее расстояние меж­ду ними l= r-1/2 (рис.1) и средняя амплитуда случайного поля внутренних напряжений

tm = amb/e » ambr 1/2 (2.1)

где a равно 1/2p(1-n) и 1/2p для краевых и винтовых дислокаций соответственно; м. - модуль сдви­га; n - коэффициент Пуассона; в -величина вектора Бюргерса.

Рисунок 1 Взаимодействие дислокаций (модель Тейлора)

Из рис 1 видно, что с ростом плотности дисло­каций растет и амплитуда случайного поля внут­ренних напряжений, противодействующего движению дислокаций.

Считая, что зарождение и движение дислокаций происходит со скоростью, намного большей скорости увеличения t, так что условие

t=tm (2.2)

выпол­няется в любой момент деформации. Из (2.1) и (2.2) получаем зависимость

r(t)=1/(a2b2)*(t/m)2 (2.3)

Если положить, что с момента зарождения до остановки дислокации проходят в среднем одинаковое расстояние L , то, используя известную фор­мулу для пластического сдвига

g=rbL (2.4)

и выражение (2.3), получаем параболическое соотношение между напряжени­ем t и сдвигом g. А при подстановке в это соотношение экспериментального значения длины линий скольжения мы получим неплохое совпадение кривой упрочнения параболической формы монокристаллов алюминия с экспериментальными данными.

Однако теория Тейлора не согласуется с экспериментами в том отно­шении, что высота ступенек на линиях скольжения составляет 10 — 100 b, и это говорит о движении большого числа дислокаций друг за другом по одной

и той же плоскости скольжения, а не о движении отдельных дислокаций. Кроме того, в теории Тейлора ничего не сказано о механизме, по которому происходит увеличение количества дислокаций в кристалле при увеличении t.

Смотрите также

Круговорот веществ в природе
...

Методы органического синтеза
Органический синтез - раздел органической химии, в котором рассматриваются пути и методы искусственного создания органических соединений в лаборатории и промышленности. Широко применим в лаб ...

Плутоний (Plutonium), Pu
Изотоп плутония 238Pu впервые искусственно получен 23.02.1941 года группой американских ученых во главе с Г. Сиборгом путем облучения ядер урана дейтронами. Примечательно, что только после искусственн ...