El deslizamiento transversal es el proceso mediante el cual la dislocación de un tornillo se mueve de un plano de deslizamiento a otro debido a tensiones locales . Permite el movimiento no plano de las dislocaciones de los tornillos. El movimiento no plano de las dislocaciones de los bordes se logra mediante el ascenso .
Dado que el vector de Burgers de una dislocación perfecta del tornillo es paralelo a la línea de dislocación, tiene un número infinito de planos de deslizamiento posibles (planos que contienen la línea de dislocación y el vector de Burgers), a diferencia de un borde o una dislocación mixta, que tiene un plano de deslizamiento único. . Por lo tanto, una dislocación de tornillo puede deslizarse o deslizarse a lo largo de cualquier plano que contenga su vector Burgers. Durante el deslizamiento transversal, la dislocación del tornillo pasa de deslizarse a lo largo de un plano de deslizamiento a deslizarse a lo largo de un plano de deslizamiento diferente, llamado plano de deslizamiento transversal. El deslizamiento transversal de las dislocaciones en movimiento se puede ver mediante microscopía electrónica de transmisión . [1]
Mecanismos
Los posibles planos de deslizamiento cruzado están determinados por el sistema cristalino . En metales cúbicos centrados en el cuerpo (BCC), una dislocación de tornillo con b = 0.5 < 1 11> puede deslizarse en planos {110} o planos {211}. En metales cúbicos centrados en la cara (FCC), las dislocaciones de los tornillos pueden deslizarse de un plano de tipo {111} a otro. Sin embargo, en los metales FCC, las dislocaciones puras de los tornillos se disocian en dos dislocaciones parciales mixtas en un plano {111}, y la dislocación extendida del tornillo solo puede deslizarse en el plano que contiene las dos dislocaciones parciales. [2] Se han propuesto el mecanismo de Friedel-Escaig y el mecanismo de Fleischer para explicar el deslizamiento cruzado de las dislocaciones parciales en metales FCC.
En el mecanismo de Friedel-Escaig, las dos dislocaciones parciales se contraen hasta un punto, formando una dislocación perfecta del tornillo en su plano de deslizamiento original, y luego se vuelven a disociar en el plano de deslizamiento cruzado creando dos dislocaciones parciales diferentes. Entonces, las tensiones cortantes pueden hacer que la dislocación se extienda y se mueva hacia el plano de deslizamiento transversal. [3] Las simulaciones de dinámica molecular (MD) han confirmado el mecanismo de Friedel-Escaig. [4]
Alternativamente, en el mecanismo de Fleischer, se emite una dislocación parcial en el plano de deslizamiento cruzado, y luego las dos dislocaciones parciales se contraen en el plano de deslizamiento cruzado, creando una dislocación de barra de escalera. Luego, la otra dislocación parcial se combina con la dislocación de la barra de la escalera de modo que ambas dislocaciones parciales están en el plano de deslizamiento transversal. Dado que la barra de la escalera y las nuevas dislocaciones parciales son de alta energía, este mecanismo requeriría tensiones muy altas. [2]
Papel en la plasticidad
El deslizamiento cruzado es importante para la plasticidad , ya que permite que los planos de deslizamiento adicionales se activen y permite que las dislocaciones de los tornillos eviten los obstáculos. Las dislocaciones de los tornillos pueden moverse alrededor de los obstáculos en su plano de deslizamiento principal (el plano con el esfuerzo cortante resuelto más alto). Una dislocación de tornillo puede deslizarse sobre un plano de deslizamiento diferente hasta que haya pasado el obstáculo y luego pueda regresar al plano de deslizamiento primario. [2] Las dislocaciones de tornillos pueden evitar obstáculos mediante un movimiento conservador (sin requerir difusión atómica), a diferencia de las dislocaciones de borde que deben trepar para moverse alrededor de los obstáculos. Por lo tanto, algunos métodos para aumentar el límite elástico de un material, como el reforzamiento con solución sólida, son menos eficaces porque, debido al deslizamiento transversal, no bloquean el movimiento de las dislocaciones de los tornillos. [5]
A altas tasas de deformación (durante el endurecimiento por trabajo de la etapa II ), las simulaciones de dinámica de dislocación discreta (DD) han sugerido que el deslizamiento cruzado promueve la generación de dislocaciones y aumenta la velocidad de dislocación de una manera que depende de la velocidad de deformación, que tiene el efecto de disminuir tensión de flujo y endurecimiento por trabajo. [6]
El deslizamiento cruzado también juega un papel importante en la recuperación dinámica (endurecimiento por trabajo en etapa III) al promover la aniquilación de las dislocaciones del tornillo y luego el movimiento de las dislocaciones del tornillo hacia una disposición de menor energía.
Ver también
Referencias
- ^ Casco, D .; Bacon, DJ (2011). Introducción a las luxaciones (5ª ed.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 9780080966724. OCLC 706802874 .
- ^ a b c Cai, Wei; Nix, William D. (15 de septiembre de 2016). Imperfecciones en sólidos cristalinos . Cambridge, Reino Unido: Materials Research Society. ISBN 978-1107123137. OCLC 927400734 .
- ^ Caillard, D .; Martin, JL (1989). "Algunos aspectos de los mecanismos de deslizamiento cruzado en metales y aleaciones". Journal de Physique . 50 (18): 2455–2473. CiteSeerX 10.1.1.533.1328 . doi : 10.1051 / jphys: 0198900500180245500 . ISSN 0302-0738 .
- ^ Rasmussen, T .; Jacobsen, KW; Leffers, T .; Pedersen, OB; Srinivasan, SG; Jónsson, H. (10 de noviembre de 1997). "Determinación atomística de la vía de deslizamiento transversal y energética". Cartas de revisión física . 79 (19): 3676–3679. Código Bibliográfico : 1997PhRvL..79.3676R . doi : 10.1103 / PhysRevLett.79.3676 .
- ^ Courtney, Thomas H. (2005). Comportamiento mecánico de los materiales . Long Grove, Illinois: Prensa de Waveland. ISBN 1259027511. OCLC 929663641 .
- ^ Wang, ZQ; Beyerlein, IJ; LeSar, R. (1 de septiembre de 2007). "La importancia del deslizamiento transversal en la deformación de alta velocidad". Modelado y Simulación en Ciencia e Ingeniería de Materiales . 15 (6): 675–690. Código Bib : 2007MSMSE..15..675W . doi : 10.1088 / 0965-0393 / 15/6/006 . ISSN 0965-0393 .