имное смещение зерен на величину
вектора Бюргерса дислокации. По аналогии с внутризеренными, зернограничные
дислокации могут переползать. Они движутся легче при сочетании скольжения
и переползания. Переползание зернограничных дислокаций связано с
испусканием или поглощением точечных дефектов, поэтому граница служит
их стоком, или источником.
Границы зерен, вызывающие
искажение кристаллической решетки, способствуют повышению внутренней
энергии металлов. Удельное значение энергии границы определяется из
следующего выражения:
(1.9)
где Е0 —
зависит от величины вектора Бюргерса дислокаций на границе и модуля
упругости металла; в3 — угол разориентировки зерен; А —
константа. Энергия границы служит мерой конечной работы, необходимой
для образования границы в материале. Сила,
действующая на единицу длины границы, называется поверхностным натяжением, или удельной поверхностной энергией границы у. Специальные границы
имеют меньшую удельную поверхностную энергию, чем границы общего
типа.
Границы зерен способны
перемещаться — мигрировать под действием усилий при изменении
температуры. Малоугловые дислокационные границы мигрируют как целое
вследствие коллективного скольжения содержащихся в них дислокаций.
Средне- и большеугловые границы не могут скользить как целое.
Элементарным актом процесса
миграции границы является единичное перемещение атома через границу.
Между исходным и конечным положениями атома существует градиент свободной
энергии, который ему необходимо преодолеть. На основе островной модели
строения границ установлено, что в элементарном акте миграции границы
атомы принимают участие группами. Если граница состоит из участков
хорошего атомного соответствия, разделенных областями плохого
соответствия, обмен атомами между соседними зернами, необходимый для
миграции границы, идет преимущественно через зоны хорошего
соответствия.
Перенос атомов через границу
возможен вдоль ядер дислокаций. При наличии на границе вакансий в движение
границы' вносят вклад обмены местами атомов и вакансий. Взаимодействие
вакансий с зерно-граничными дислокациями, у которых составляющая вектора
Бюргерса перпендикулярна к плоскости границы, вызывает переползание
дислокаций вдоль границы, а это приводит к ее миграции. Если на границе
имеются ступеньки (фасетки), образованные плотноупакован-ными плоскостями,
миграция границ происходит посредством ухода атомов со ступенек на
поверхности одного зерна и присоединения такого же количества атомов
ступеньками другого зерна.
При миграции границы масса
переносится перпендикулярно к границе на расстояния порядка
нескольких межатомных расстояний. Когерентные границы перемещаются
параллельно самим себе, некогерентные образуют веер поворотов.
Высокой подвижностью обладают специальные границы, скорость миграции
которых почти на два порядка выше, чем границ общего типа. Мигрирующая
грани-