Interaction of Self-Point Defects With Low-Angle Tilt Boundaries in BCC Iron and Vanadium Crystals

Abstract

Взаимодействие собственных точечных дефектов с малоугловыми границами наклона в железе и ванадии ВАНТ. Сер. Поля напряжений дислокационных скоплений (границ разных типов) оказывают значительное влияние на образование и кине-тику собственных точечных дефектов (СТД: вакансий и межузельных атомов), определяя особенности образования и распада твёрдых растворов СТД. В связи с этим представляется важным исследовать влияние полей напряжений от дислокационных скоплений (границ) на энергетику образования и миграции СТД в кристаллах с разными степенями упругой анизотропии. В рамках анизотропной теории упругости рассчитана пространственная зависимость энергии взаимодействия СТД с малоугловы-ми границами наклона (бесконечные дислокационные стенки, состоящие из краевых дислокаций в системах скольжения <111>{110} и <111>{112}) в ОЦК-кристаллах железа и ванадия. Определены расстояния до малоугловых границ, на которых это взаимодействие существенно влияет на поведение СТД, в зависимости от температуры и угла разориентировки границ. При однородной генерации СТД по всему объёму кристалла их потоки слева и справа на малоугловую границу наклона могут быть разными.Ключевые слова: железо, ванадий, дислокационные стенки, малоугловые границы, поля напряжений, вакансии, собственные межузельные атомы, анизотропная теория упругости, взаимодействие, энергия образования и миграция собственных точечных дефектов. Stress fields of dislocation agglomerations (boundaries of different types) significantly affect the formation and kinetics of self-point defects (SPDs: vacancies and self-interstitial atoms) determining additional features of formation and decomposition of SPD solid solutions. Therefore it is important to study the influence of the dislocation agglomerations (boundaries) stress fields on the SPD formation and migration energies in crystals with different elastic anisotropy. Spatial dependence of the interaction energy of SPDs with low-angle tilt boundaries (infinite dislocation walls consisting of edge dislocations in slip systems <111>{110} and <111>{112}) in bcc iron and vanadium crystals has been calculated within the anisotropic theory of elasticity. Distances to the boundaries, at which this interaction appreciably affects the behaviour of SPDs against the temperature and the boundary misorientation angle have been determined. At spatially homogeneous generation of SPDs throughout the whole crystal volume, their fluxes from the left and the right onto a low-angle tilt boundary can differ. INTERACTION OF SELF-POINT DEFECTS WITH LOW-ANGLE TILT BOUNDARIES IN BCC IRON AND VANADIUM CRYSTALSKey words: iron, vanadium, dislocation walls, low-angle tilt boundaries, stress fields, vacancies, self-interstitial atoms, anisotropic theory of elasticity, interaction, self-point defects formation and migration energies. ВВЕДЕНИЕДислокации и их скопления разных типов являются основными источниками внутренних напряже-ний в металлических кристаллах и основанных на них конструкционных сталей и сплавов. Их поля на-пряжений оказывают значительное вл...