На рисунке 118 приведена схема кооперативного движения атомов в плоскости (110) при образовании двойников в о.ц.к., решетке с плоскостью двойникования (112) и направлением скольжения [-1 -1 1]. Положение атомов в результате двойникового сдвига отмечено светлыми кружками. Плоскость, выделенная толстыми пунктирными линиями, остается инвариантной, т. е. не изменяющейся в процессе двойникования, общей для исходного кристалла (матрицы) и двойника, и представляет собой одну из когерентных границ раздела. Величину сдвига атомов при двойниковании легко определить из условия, что в двойнике сохраняется тип кристаллической структуры, но его решетка оказывается зеркально-симметричной по отношению к исходной решетке. Плоскость, от которой начинается рост двойника, является плоскостью симметрии. Величина сдвига атомов в плоскости, соседней с этой плоскостью, в данном случае составляет s1=a√3/6 (или 1/3 полной трансляции в направлении сдвига [-1 -1 1]). Атомы следующей плоскости, находящейся на расстоянии 2d(112), смещаются на то же расстояние по отношению к атомам только что рассмотренной первой плоскости, но общее (абсолютное) смещение составляет величину, вдвое большую: s2=2d√3/6; для n-плоскости имеем sn=na√3/6.
Поскольку расстояние от этой плоскости до исходной границы двойника равно d(112)n=na/√6, то рассматриваемая деформация характеризуется сдвигом постоянной величины: γs=s/d=√3/√6=0.707.
Двойникование сопровождается изменением формы объема, в котором оно прошло: сферический объем исходного кристалла становится эллипсоидальным (см. рисунок 118в).
Дислокационная модель полиморфного мартенситного превращения в кобальте.
Для кристаллографического анализа наиболее простым примером аллотропического превращения, протекающего мартенситным путем, является β↔α превращение в кобальте. При охлаждении ниже 400°С высокотемпературная модификация β-Со с г.ц.к. решеткой переходит в модификацию α-Со с г.п.у. решеткой. Эти решетки различаются только последовательностью укладки плотноупакованных слоев: решетка г.ц.к. – трехслойная (АВСАВСА), решетка г.п.у. – двухслойная (АВАВА). Рост кристалла низкотемпературной фазы начинается от некоторой плоскости исходного кубического кристалла типа (111), которая остается инвариантной (межфазовая граница). Перестройку решетки из трехслойной упаковки в двухслойную можно описать как сдвиг на 1/6 трансляции в направлении <211 > по каждой второй из последовательностей плотноупакованных плоскостей. Как видно из рисунок 119, сдвиг плоскости 3 (С) переводит этот слой атомов в положение А(С→А), а следующий слой (4) при этом оказывается в положении В(А→В). Описанный механизм перестройки решетки может реализоваться при расщеплении дислокации а/2 [-110] в плоскости (111) и движении частичных дислокаций а/6 [-1 2 -1] и а/6 [-211] (1 и 1' на рисунке 119б). Дефект упаковки, образующийся при таком расщеплении, уже представляет собой слой гексагональной упаковки.
Расстояние, на которые расходятся частичные дислокации, вообще определяется энергией дефекта упаковки. При температуре равновесия фаз эта энергия равна 0. Движение частичных дислокаций может перейти в другую плоскость, если перпендикулярно к той же последовательности плоскостей в кристалле имеется винтовая дислокация. Представим точку К на рисунке 119б как дислокационный узел. Если сверху к ней подходит дислокация 2 с вектором Бюргерса а/2 [211], то для точки К можно записать реакцию а/2 [211]=2/3а [111] + а/6 [2 –1 -1]. Аналогично для дислокации 2', подходящей к точке К снизу, имеем а/2 [121]=2/3 а [111] + а/6 [-1 2 -1].
Таким образом, в точке К можно выделить винтовые компоненты указанных дислокаций с вектором Бюргерса, вдвое большим межплоскостного расстояния d111(2a/√3), что обеспечивает переход частичной дислокации (например, a/6 [121]) в каждую вторую плоскость последовательности плотноупакованных плоскостей (111). Очевидно, по мере развития превращения частичные дислокации а/6 <211> будут удаляться друг от друга по высоте: между ними остается винтовая дислокация 2а [111]. Эта схема, предложенная Зегером, представляет собой один из возможных механизмов превращения с участием дислокаций. По существу этот механизм аналогичен механизму роста кристалла из жидкой или газовой фазы присоединением атомов к ступеньке, обусловленной винтовой дислокацией.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.