مروري بر نابجايي ها صفحه اي كه خط نابجايي را در برمي گيرد صفحه لغزش ناميده مي شود. جهت لغزش در جهت حركت خط نابجايي است مقدار لغزش(slip distance) بوسيله ميزان برداربرگرز تعيين مي شود.

در واقع مي توان گفت ميزان بردار برگر فاصله اتمي در صفحات لغزشي مربوطه است و نشان دهنده ميزان جابجايي صفحه لغزش نسبت به صفحه زيرين آن ميباشد.

با ادامه حركت نابجايي و رسيدن آن به سطح كريستال باعث ايجاد جابجايي نيمه بالايي كريستال نسبت به نيمه پاييني مي ود. و بنابراين تغيير شكل پلاستيك دائمي از حركت نايجايي ايجاد مي شود. براي ايجاد كرنش هاي پلاستيك ماكروسكپي لازم است كه تعداد زيادي نابجايي به سطح برسند.

چرا نابجايي براي حركت نياز به تنش كمتري دارد؟

تنش لازم براي حركت نابجايي به علت تنش هاي ايجاد شده اطراف ناحيه نابجايي تنش لازم بار يحركت نابجايي كاهش مي يابد. به اين تنش لازم مقاومت شبكه اي در برابر حركت نابجايي گفته مي شود يا تنش اصطكاكي (Frictional stress) اين تنش تسط Pieres and nabarro محاسبه شده است و به نام خود آنها نيز معروف شده است.

آنها نشان داند كه اين تنش كوچك است و بوسيله رابطه زير داده مي شود

با توجه به رابطه مي توان گفت با افزايش a و كاهش b مقدار تنش لازم براي حركت نابجايي كاهش مي يابد.بنابراين لغزش بر رويصفحات Close packed و در جهات close packed صورت مي گيرد البته موارد استثنا هم وجود دارد؟ كدام موارد؟

انواع نابجايي ها 1- نابجايي لبه اي

حركت نابجايي لبه اي 1- glide 2- (neoconservative motion )climb براي صعود نابجايي به سمت بالا يا پايين لازم است كه سيلان جاهاي خالي يا اتم به سمت نابجايي يا درو از نابجايي وجود داشته باشد. بنابراين معمولا صعود در دماهي بالا صورت مي گيرد.

مفهوم jog همواره تعدادي jog بر روي خط نابجايي ايجاد مي شود.

حركت نابجايي لبه اي وقتي داراي jog است

Screw dislocation بر خلاف نابجايي لبه اي لغزش نابجايي پيچي به صفحه خاصي محدود نمي شود و لغطش مي تواند در هر صفحه اي كه خط نابجايي در آن قرار مي گيرد حركت كند. و بنابراين مي تواند صفحه لغزش خود را عوض كند. به اين عمليات cross slip گفته مي شود.

Cross slip

Mixed dislocation

در مورد نابجايي مخلوط جهت بردار برگردر كل طول آن يكسان است و بنابراين در امتدا طول در برخي مكانها نابجايي ماهيت لبه اي ارد و در بعضي مكانها ماهيت پيچي ودر ساير قسمتها ماهيتي بين نا بين دارد

حركت نابجايي مخلوط نابجايي پيچي به صورت يك لوپ حركت كرده و با رسيدن به سطح باعث ايجاد تغيير شكل پلاستيك مي شود. عمده نابجايي هاي موجود در قطعات به صورت نابجايي هاي مخلوط است يابه علل مختلف اين حالت در آنها ايجاد مي شود.

برخورد نابجايي ها يكي از مهمترين نتايج برخورد بين نابجايي ها ايجاد Jog بر روي نابجايي ها مي باشد. هنگام برخورد دو نابجايي بر روي يكي يا هر دو پله ايجاد مي شود كه در بعضي موارد باعث كاهش تحرك نابجايي مي شود.

نكته : هنگامي كه دو نابجايي به هم برخورد ميكنند باعث مي شود در بعضي از موارد پله اي رو هر نابجايي ايجاد شود. طول هر پله روي بر نابجايي برابر است بردار برگرز نابجايي ديگر و در جهت بردار برگرز

معمولا jog ها تحرك كمتري نسبت به ساير قسمت اي نابجايي دارند و باعث افزايش تنش تسليم و پديده كارسختي مي شوند

نابجايي هاي جزيي Partial dislocations .  

Plastic deformation in single and polycrystals در اين فصل شروع و ادامه تغيير شكل پلاستيك در مواد كريستالي با توجه به كريستالوگرافي و ساير مشخصات ساختاري مورد بررسي قرار مي گيرد. پديده كارسختي و منشا آن بررسي مي گردد تفاوت لغزش در مواد تك دانه و پلي كريستال مورد بررسي قرار مي گيرد.

فرض كنيد جسمي تحت تنش عمودي تك محوري قرا گرفته است فرض كنيد جسمي تحت تنش عمودي تك محوري قرا گرفته است. آيا اين جسم دچار تغيير شكل پلاستيك مي شود؟

اين تنش تابع نرخ كرنش، دما و غلظت ناخالصي ها مي باشد. كار سختي در تك بلور ها به علت اندركنش بين نابجايي ها و به علت افزايش تعداد نابجايي در حين تغيير شكل پلاستيك ناشي مي شود.

تغيير شكل پلاستيك در مورد مواد پلي بلور اما خصوصيات ديگري هم ارد. در مواد پلي كريستال چون بعضي از انه ها نسبت به ساير دانه ها جهت گيري بهتري نسبت به تنش خارجي دارند راحت تر لغزش مي كنند اما اين عدم تطابق در بين دانه هاي مختلف باعث مي شود كه مز دانه ها لغزش ماده را محدود كنند.

در واقع به علت اينكه در امتداد مرزدانه ها دو دانه بايد براي تغيير شكل پلاستيك بايد تطابق داشته باشند اين خود محدوديتي در مورد تغيير شكل پلاستيك اعمال مي كند. در واقع كرنش در امتداد مزردانه ها بايد تطابق داشته باشند.

به علاوه اين محدوديت در امتداد مرزدانه ها باعث مي ود كه شيب كرنشي در امتداد مرزدانه ها ايجاد شود و بنابراين در اين نواحي دانسيته نابجايي نسبت به داخل ماده بيشتر است. اين پديده در مورد مواد تك بلور وجود ندارد به عنوان Geometrically necessary dislocations ناميده مي شوند.

تغيير شكل پلاستيك د ر مواد تك كريستال مقدار Tcrss تقريبا براي يك ماده تقريبا ثابت است ولي موارد استثنا مانند فلزات BCC نيز وجود دارد. به عبارت ديگر مقدار محاسبه شده براي Tcrss در جهت لغزش مهم مقدار مشخصي است اما لغزش در مورد ساير سيستم هاي لغزشي نيز مشاهده مي شود(چرا؟) كه اين رفتار غيرمعمول در مورد فلزات bcc ناميده مي شود.

مقدار پارامتر TCRSS به شرايط خارجي قطعه نيز وابسته است مانند دما، ناخالصي ها، دانسيته اوليهنابجايي ها، نرخ كرنش و.... شكل 4.2

در اين شكل 3 ناحيه مشاهده مي شود. در دماهاي بالا : T>0.7Tm ??? در نواحي I مقدار TCRSS با افزايش دما كاهش مي يابد در دماهاي پايين تر از 0.7Tm مقدار TCRRS از د مولفه تشكيل شده است معادله 4.3

مولفه thermal از تنش لازم براي حركت نابجايي در حوزه هاي تنشي ساير نابجايي ها با بعد طولاني ناشي مي شود. مولفه Thermal مربوط به موانعي مي شود كه برد كوتاهي دارند يا موانعي كه به كمك دما مي توان بر آنها غلبه نمود. مثل ناخالصي ها، يا فعال شدن kink ها به كمك دما، مقاومت شبكه اي .

با توجه به بحث گفته شده ميتوان گفت دمايي وجود دارد كه در آن اثر مولفه دمايي در تنش لازم براي حركت نابجايي بي تاثير مي شود.

Stress –Strain behavior of single crystals رفتار كلي تنش -كرنش در مورد تك كريستال در شكل 4.4 ارائه شده است. در مرحله 1 نرخ كارسختي پايين است كه اين مرحله easy glide ناميده مي شود و مربوط به لغزش منفرد در امتداد صفحاتي با مقدار TCRSS پايين مربوط مي شود. در اين مرحله به علت كمبود برخورد نابجايي ها و ايجاد jog كه باعث كاهش تحرك نابجايي مي شود نرخ كار سختي پايين است.

در اين مرحله مي توان تصور كرد كه لغزش در امتداد صفحات موازي صورت مي گيرد كه مقاومت چنداني در برابر حركت ايجاد نمي كنند. در مرحله 2 لغزش چند گانه صورت مي گيردو نرخ كارسختي بالايي مشاهده مي شود كه به علت برخورد نابجايي ها و اندركنش آنها در بر روي صفحات غير موازي ايجاد مي شود.

به اين مرحله Linear Hardening گفته مي شود به اين مرحله Linear Hardening گفته مي شود. و شيب در اين مرحله زياد است و در حدود G/300 مي باشد. در مرحله 3 موانع در برابر لغزش طي مكانيزم هايي مانند cross slip غلبه مي شوند و نرخ كارسختي پايين مي آيد. اين مرحله Exhaustion hardening ناميده مي شود.

اگر دما زياد شود ناحيه 1 و 2 چگونه تغيير مي كند.؟ در مورد فلزات FCC وقوع ناحيه 3 به ميزان انرژي نقص چيدگي بستگي دارد. در بعضي از فلزات كه از همان ابتدا لغزش بر روي چند سيستم لغزشي مشاهده مي شود و بنابراين ناحيه 1 مشاهده نمي شود.

به علاوه اعمال قيد هاي خارجي مي تواند باعث شود كه مرحله 1 مشاهده نشود به علاوه اعمال قيد هاي خارجي مي تواند باعث شود كه مرحله 1 مشاهده نشود. چرا؟

Plastic flow in polycrystals رفتار مواد پلي كريستال نسبت به مواد تك كريستال كاملا متفاوت است. هر دانه نسبت به دانه مجاوي قيدي اعمال مي كند كه رفتار لغزشي ماده را تحت تاثير قرار مي دهد (مانند قيد خارجي) به علاوه كرنش ها در امتداد مرزدانه هاي نيز بايد سازگار باشد وبنابراين دانه ها به صورت هماهنگ و دسته جمعي بايد تغيير شكل پلاستيك را انجام دهند.

معادلات 4.4 در حالت واقعي بايد 5 سيستم لغزشي هم زمان فعال شود تا سازگاري كرنش هاي مرزي حفظ شود(حداقل در نواحي نزديك مرزدانه) لازم به ذكر است كه اين سيستم هاي لغزشي بايد مستقل باشند.

سيستم لغزش وابسته به چه معنا است؟ سيستم لغزش وابسته به اين معني است كه لغزش در ان سيستم به صورت تركيبي از لغزش در ساير جهات قابل انجام نباشد