Процессы взаимодействий дислокаций в кристаллической решетке
При перемещении дислокаций в кристаллической решетке происходит их взаимодействие друг с другом, обусловленное взаимодействием полей их напряжений. Дислокации одинакового знака, движущиеся в одной или параллельных плоскостях, отталкиваются, а дислокации разных знаков притягиваются, что при определенных условиях приводит к их аннигиляции. При встрече дислокаций, движущихся в пересекающихся плоскостях, возможно закрепление дислокаций в точке пересечения траекторий их движения и как следствие - остановка дислокаций, а при высокой плотности дислокаций в точке пересечения может произойти их суммирование (возникновение гипердислокации) и даже образование субмикротрещины.
Перемещение дислокаций в кристаллической решетке может сопровождаться размножением дислокаций. Закрепленные в двух точках участки линий краевых дислокаций при постоянном действии смещающего усилия (касательного напряжения) изгибаются, увеличивается их длина и в конечном счете образуется дислокационная петля. При повторении этого процесса число петель увеличивается (так называемый источник Франка - Рида), соответственно увеличивается плотность дислокаций.
При встрече дислокаций с инородными включениями (неметаллическими включениями, карбидами, интерметаллидами) в результате взаимодействий их полей напряжений происходят торможение, остановка, и при достаточном смещающем усилии дислокации огибают включения и отрываются от них, продолжая движение. При этом вокруг включения остается дислокационная петля. Чем больше концентрация включений и при этом выше их дисперсность, тем выше эффект торможения движения дислокаций.
При перемещении в кристаллической решетке дислокации могут взаимодействовать с примесными атомами, которые диффундируют (происходит их сегрегация) в области напряжений около дислокаций, образуя так называемые облака Коттрелла. В области сжимающих напряжений скапливаются примеси, радиусы атомов которых меньше радиусов атомов основного металла, а в области растягивающих напряжений - примесные атомы с большим радиусом. В обоих случаях это приводит к снижению уровня напряжений, а следовательно, к уменьшению потенциальной части свободной энергии; процесс развивается самопроизвольно при условии достаточных скоростей диффузии примесных атомов.
