Elsevier

Acta Metallurgica

Volume 31, Issue 10, October 1983, Pages 1747-1758
Acta Metallurgica

On kinked screw dislocations in the b.c.c. lattice—I. The structure and peierls stress of isolated kinks

https://doi.org/10.1016/0001-6160(83)90173-6Get rights and content

Abstract

The core structures and lattice friction stresses of single kinks on a screw dislocation in the b.c.c. lattice have been calculated by means of computer simulation. Interatomic binding potentials derived from first principles for potassium and by empirical methods for an iron-like material have been used. It is shown that a wide variety of kinks can exist on the dislocation, with core structures largely independent of the potential. The width of the kinks, i.e. the spatial extent of the kink displacement field parallel to the dislocation line, is found to vary strongly with potential, as does the kink Peierls stress. The calculated Peierls stresses, however, are found to be too small to explain the observed temperature dependence of the flow stress in real materials.

Résumé

Nous avons calculé par simulation sur ordinateur les structures de coeur et les contraintes de frottement de réseau pour des crans isolés sur une dislocation vis dans la structure cubique centrée. Nous avons utilisé des potentiels de liaison interatomique obtenus à partir de premiers principes pour le potassium et par des méthodes empiriques pour un matériau semblable au fer. Nous montrons qu'il peut exister une grande variété de crans sur la dislocation, les structures de coeur étant dans une large mesure indépendantes du potentiel. La largeur du cran, c'est à dire l'extension spatiale du champ de déplacement du cran parallèlement à la ligne de dislocation, varie fortement avec le potentiel, ainsi que la contrainte de Peierls du cran. Les contraintes de Peierls calculées sont cependant trop petites pour expliquer la variation en fonction de la température de la contrainte d'écoulement observée dans tes matériaux réels.

Zusammenfassung

Kernstruktur und Gitterreibung von einzelnen Kinken an einer Schraubenversetzung im kubisch-raumzentrierten Gitter werden mittels Rechnersimulation berechnet. Hierfür wurden interatomare Potentiale benutzt, die für Kalium von Grundannahmen aus und für eisenähnliche Substanzen mit empirischen Methoden abgeleitet worden waren. An der Versetzung können verschiedenartige Kinken auftreten, deren Kernstruktur wettgehend unabhängig vom Potential ist. Die Kinkweite, d.h. die räumliche Ausdehnung des Verschiebungsfeldes der Kinke parallel zur Versetzungslinie, hängt dagegen stark vom Potential ab, ebenso wie die Peierls-Spannung für die Kinke. Die berechneten Peierlsspannungen sind allerdings zu klein, um die beobachtete Temperaturabhängigkeit der Flieβspannung realer Materialien erklären zu können.

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