uma deslocação é um defeito cristalográfico linear ou uma irregularidade dentro de uma estrutura cristalina que contém uma mudança abrupta na disposição dos átomos. A ordem cristalina é restaurada em ambos os lados de uma deslocação, mas os átomos de um lado se moveram ou escorregaram. Deslocações definem a fronteira entre as regiões escorregadias e não entrelaçadas do material e não podem terminar dentro de uma estrutura e devem estender-se a uma aresta livre ou formar um laço dentro do cristal., Um deslocamento pode ser caracterizado pela distância e direção do movimento que causa para os átomos na estrutura que é chamada de vector Burgers. O vetor de hambúrgueres de uma deslocação permanece constante, mesmo que a forma da deslocação possa mudar.
uma variedade de tipos de luxação existem, com deslocamentos móveis conhecidos como glissile e deslocamentos imóveis chamados de sessile. O movimento dos deslocamentos móveis permite que os átomos deslizem uns sobre os outros em níveis de estresse baixos e é conhecido como deslizamento ou deslizamento., O movimento dos deslocamentos pode ser potenciado ou dificultado pela presença de outros elementos dentro do cristal e, ao longo do tempo, esses elementos podem se difundir para a deslocação formando uma atmosfera de Cottrell. O pinning and breakaway from these elements explica alguns dos comportamentos incomuns de produção vistos com aços. A interação do hidrogênio com deslocamentos é um dos mecanismos propostos para explicar o embritamento do hidrogênio.,
deslocações comportam-se como se fossem uma entidade distinta dentro de um material cristalino onde alguns tipos de deslocação podem mover-se através da flexão do material, flexão e mudança de forma e interagir com outros deslocamentos e características dentro do cristal. Deslocamentos são gerados pela deformação de um material cristalino como os metais, o que pode fazer com que eles iniciem a partir de superfícies, particularmente em concentrações de estresse ou dentro do material em defeitos e limites de grãos., O número e arranjo de deslocamentos dão origem a muitas das propriedades dos metais, tais como ductilidade, dureza e resistência ao rendimento. O tratamento térmico, o conteúdo de liga e o trabalho a frio podem alterar o número e a disposição da população de deslocamento e como eles se movem e interagem, a fim de criar propriedades úteis.
Simulação de deslocamentos em alumínio. Apenas átomos não cristalinos são mostrados.,
a Geração de dislocationsEdit
Quando os metais são submetidos para trabalho a frio (deformação em temperaturas que são relativamente baixos em relação ao material absoluta da temperatura de fusão, T m {\displaystyle T_{m}} isto é, normalmente, inferior a 0,4 T m {\displaystyle 0.4T_{m}} ) o deslocamento que a densidade aumenta, devido à formação de novos deslocamentos. A consequente sobreposição crescente entre os campos de tensão dos deslocamentos adjacentes aumenta gradualmente a resistência ao movimento de deslocação adicional. Isto causa um endurecimento do metal à medida que a deformação progride., Este efeito é conhecido como endurecimento da tensão ou endurecimento do trabalho.
Densidade de deslocação ρ {\displaystyle \rho } num material pode ser aumentada pela deformação plástica pela seguinte relação:
τ ∝ ρ {\displaystyle \tau \propto {\sqrt {\rho }}. uma vez que a densidade de deslocamento aumenta com a deformação plástica, um mecanismo para a criação de deslocamentos deve ser ativado no material., Três mecanismos para a formação de deslocamento são nucleação homogênea, iniciação de contorno de grãos, e interfaces entre a estrutura e a superfície, precipita, fases dispersas, ou fibras de reforço.
nucleationEdit homogêneo
a criação de um deslocamento por nucleação homogênea é um resultado da ruptura das ligações atômicas ao longo de uma linha na estrutura. Um plano na estrutura é cortado, resultando em dois planos opostos ou deslocações. Estes deslocamentos afastam-se uns dos outros através da rede., Uma vez que a nucleação homogênea forma deslocamentos de cristais perfeitos e requer a quebra simultânea de muitas ligações, a energia necessária para a nucleação homogênea é alta. Por exemplo, a tensão necessária para a nucleação homogênea em cobre tem sido mostrado para ser τ hom G = 7.4 × 10 − 2 {\displaystyle {\frac {\tau _{\text{hom}}}{G}}=7.4\times 10^{-2}} , onde G {\displaystyle G} é o módulo de elasticidade de cisalhamento de cobre (46 GPa). Resolver para τ hom {\displaystyle \tau _{\text{hom}}}\,\!}, vemos que o stress exigido é 3.4 GPa, que é muito perto da força teórica do cristal., Portanto, na deformação convencional a nucleação homogênea requer uma tensão concentrada, e é muito improvável. A iniciação dos limites de grãos e a interação com a interface são fontes mais comuns de deslocamentos.irregularidades nos limites dos grãos em materiais podem produzir deslocamentos que se propagam no grão. Os degraus e as saliências no limite do grão são uma importante fonte de deslocamentos nos estágios iniciais da deformação plástica.,
sourceEdit de leitura Franca
a fonte de leitura Franca é um mecanismo que é capaz de produzir um fluxo de deslocamentos a partir de um segmento pinfado de uma deslocação. O Stress baixa o segmento de deslocação, expandindo-se até criar um laço de deslocação que se liberta da fonte.
Tensoesedit
a superfície de um cristal pode produzir deslocamentos no cristal. Devido aos pequenos passos na superfície da maioria dos cristais, o estresse em algumas regiões da superfície é muito maior do que o estresse médio na estrutura. Este stress leva a deslocamentos., Os deslocamentos são então propagados para a estrutura da mesma maneira que na iniciação de limites de grãos. Em cristais únicos, a maioria dos deslocamentos são formados na superfície. A densidade de deslocação de 200 micrómetros para a superfície de um material mostrou ser seis vezes superior à densidade no volume. No entanto, em materiais policristalinos, as fontes de superfície não têm um efeito importante porque a maioria dos grãos não estão em contato com a superfície.
InterfacesEdit
a interface entre um metal e um óxido pode aumentar grandemente o número de deslocamentos criados., A camada de óxido coloca a superfície do metal em tensão porque os átomos de oxigênio se encaixam na estrutura, e os átomos de oxigênio estão sob compressão. Isto aumenta muito a tensão na superfície do metal e, consequentemente, a quantidade de deslocamentos formados na superfície. O aumento da quantidade de estresse nas etapas da superfície resulta em um aumento nos deslocamentos formados e emitidos a partir da interface.
deslocações também podem se formar e permanecer no plano de interface entre dois cristais., Isto ocorre quando o espaçamento dos dois cristais não coincidem, resultando em um desajustamento dos reticulados na interface. O estresse causado pelo desajustamento da estrutura é liberado por formar deslocamentos de desajustamentos regularmente espaçados. Deslocamentos inadaptados são deslocações de aresta com a linha de deslocamento no plano de interface e o vetor de hambúrgueres na direção da interface normal. As Interfaces com deslocamentos inadaptados podem formar-se, por exemplo, como resultado do crescimento do cristal epitaxial num substrato.os loops de deslocação podem formar-se nos danos causados pela irradiação energética., Um laço de deslocamento prismático pode ser entendido como um disco de átomos colapsado extra (ou em falta), e pode se formar quando átomos intersticiais ou Vagas se agrupam. Isto pode acontecer diretamente como resultado de cascatas de colisão única ou múltipla, o que resulta em densidades localmente elevadas de átomos intersticiais e vagas. Na maioria dos metais, os loops de deslocamento prismático são os aglomerados energeticamente mais preferidos de átomos auto-intersticiais.,
a Interação e arrangementEdit
Geometricamente necessárias dislocationsEdit
Geometricamente necessárias deslocamentos são modalidades de deslocamentos que podem acomodar um grau limitado de plástico de flexão em um material cristalino.O processo de recuperação dinâmica leva eventualmente à formação de uma estrutura celular contendo limites com misoriação inferior a 15° (limites de grãos de ângulo baixo).,
PinningEdit
adicionando pontos de pinning que inibem o movimento dos deslocamentos, tais como elementos de liga, pode introduzir campos de tensão que, em última análise, fortalecem o material, exigindo uma tensão aplicada mais elevada para superar o pinning stress e continuar o movimento de deslocamento.
os efeitos do endurecimento da estirpe por acumulação de deslocamentos e a estrutura do grão formada em alta tensão podem ser removidos por um tratamento térmico apropriado (recozimento) que promova a recuperação e subsequente recristalização do material.,
As técnicas combinadas de processamento de trabalho de endurecimento e recozimento permitem o controle sobre a densidade de deslocamento, o grau de entrelaçamento de deslocamento, e, em última análise, a força de rendimento do material.
bandsEdit de deslizamento persistente
ciclos repetidos de um material podem levar à geração e agrupamento de deslocamentos rodeados por regiões que são relativamente livres de deslocamento. Este padrão forma uma escada como a estrutura conhecida como uma banda slip persistente (PSB)., As PSB são chamadas assim, porque deixam marcas na superfície dos metais que mesmo quando removidas por polimento, retornam no mesmo lugar com o ciclismo contínuo.
As paredes PSB são predominantemente compostas por deslocamentos de aresta. Entre as paredes, a plasticidade é transmitida por deslocamentos de parafuso.quando as PSB se encontram com a superfície, as extrusões e intrusões formam-se, o que, sob a carga cíclica repetida, pode levar ao início de uma fissura de fadiga.,
MovementEdit
GlideEdit
deslocações podem deslizar em planos contendo tanto a linha de deslocação como o vector dos hambúrgueres, o chamado plano de deslizamento. Para um deslocamento de parafuso, a linha de deslocamento e o vetor de hambúrgueres são paralelos, de modo que a deslocação pode deslizar em qualquer plano que contenha a deslocação. Para uma deslocação de aresta, a deslocação e o vector de hambúrgueres são perpendiculares, por isso existe um plano no qual a deslocação pode deslizar.,escalar
ClimbEdit
deslocamento é um mecanismo alternativo de movimento de deslocação que permite que uma deslocação da aresta saia do seu plano de deslizamento. A força motriz para a escalada de deslocamento é o movimento de vagas através de uma rede de cristal. Se uma vaga se move ao lado do limite do meio plano extra de átomos que forma uma deslocação de aresta, o átomo no meio plano mais próximo da vaga pode saltar e preencher a vaga. Este deslocamento atômico move a vaga em linha com o meio plano dos átomos, causando uma mudança, ou subida positiva, da deslocação., O processo de uma vaga sendo absorvida no limite de um meio plano de átomos, ao invés de criado, é conhecido como subida negativa. Uma vez que a escalada de deslocamento resulta de átomos individuais pulando em Vagas, a subida ocorre em incrementos de diâmetro de átomo único.
durante a subida positiva, o cristal encolhe na direcção perpendicular ao meio plano extra dos átomos porque os átomos estão a ser removidos do meio plano. Uma vez que a subida negativa envolve uma adição de átomos ao meio plano, o cristal cresce na direção perpendicular ao meio plano., Portanto, a tensão de compressão na direção perpendicular ao meio plano promove subida positiva, enquanto a tensão de tracção promove subida negativa. Esta é uma das principais diferenças entre escorrega e Escalada, uma vez que o deslizamento é causado por apenas estresse de cisalhamento.uma diferença adicional entre deslizamento de luxação e subida é a dependência da temperatura. A subida ocorre muito mais rapidamente a altas temperaturas do que a baixas temperaturas devido a um aumento no movimento de vacância. Slip, por outro lado, tem apenas uma pequena dependência da temperatura.,
Avalanchesedit de deslocação
avalanches de deslocação ocorrem quando ocorrem múltiplos movimentos simultâneos de deslocamentos.
Deslocamento VelocityEdit
Deslocamento a velocidade é em grande parte dependente de “shear stress” e a temperatura, e pode muitas vezes estar em forma usando um poder de direito função:
v = A τ m {\displaystyle v=A\tau ^{m}}
onde Uma {\displaystyle A} é um material constante, τ {\displaystyle \tau } é aplicada a força de cisalhamento, m {\displaystyle m} é uma constante que diminui com o aumento da temperatura., O aumento da tensão de cisalhamento irá aumentar a velocidade de deslocamento, enquanto o aumento da temperatura irá tipicamente diminuir a velocidade de deslocamento. Acredita-se que um maior espalhamento fonônico a temperaturas mais altas seja responsável pelo aumento das forças de amortecimento que retardam o movimento de deslocamento.
