Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 38 - Fasta kroppar, dislokationer och materialprovning, av Alf Taraldsen
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
kände regelbundenheten utan på det
oregelbundna i allt det regelbundna, på en av tidens
gudar inom forskningen, dislokationen. Den
lanserades visserligen redan 1934 (Taylor
m.fl.) men förde länge en mycket undanskymd
tillvaro.
Oregelbundenheten uppkommer genom att de
övre horisontella atomplanen har en atomrad
mer än de undre atomplanen (fig. 2). Detta
svarar mot att ett extra vertikalt atomplan
(streckat) är pressat halvvägs ned i materialet
med därav följande oregelbundenhet och
spänningar vid änden av detta atomplan
(motsvaras av det vertikala strecket i
dislokations-symbolen _[_» fig- 4, 9 och 10). Den nämnda
stora och enkla regelbundenheten i ett
kristall-gitter möjliggör endast ett fåtal typer av
oregelbundenheter. Detta har förhindrat det kaos,
som man annars kunde ha väntat, när
oregelbundenheter icke bara godtas utan även sätts
i teoriernas centrum.
Dislokationernas inbördes avstånd
Dislokationer förekommer i materialen i stort
antal, men mätt med atomär måttstock ligger
de likväl långt isär, t.ex. med 1 000 atomers
avstånd. Det är således tillståndet i fig. 1 som
är det helt dominerande; endast undantagsvis
förekommer den i fig. 2 visade uppbyggnaden.
Detta har två viktiga konsekvenser:
dislokationerna blir som punkter, dvs. utan
form eller detaljer, i princip möjliga att iaktta
i vissa fall i ett vanligt ljusmikroskop och
alltid i ett elektronmikroskop; problemet är att
i de olika fallen kunna markera punkterna,
t.ex. med etsning (fig. 3);
dislokationernas inverkan på varandra och
deras reaktion mot en yttre kraft kan studeras
med hjälp av matematisk elasticitetsteori.
Denna bygger på antagandet, att materialet
kan betraktas som en strukturlös, dvs.
homogen och isotrop, massa. Det har rests
invändningar mot användandet av den matematiska
elasticitetsteorin på ett material som helhet, då
den ej kan återspegla materialets
atomstruktur. Det kan då verka paradoxalt att den
till-lämpas på små strukturdetaljer, även om den ej
användes omedelbart intill dislokationerna.
Verklig och teoretisk hållfasthet
När ett material ger efter för en yttre last, sker
detta antingen genom att atomplanen
sidför-skjutes ett eller flera atomavstånd i förhållande
till varandra (plastisk deformation) eller
genom att de slites från varandra (brott). Detta
orsakas i bägge fallen av en påkänning, vars
storlek endast är ungefär en tusendel av den
som teoretiskt skulle ha fordrats utgående
från atomernas inbördes kraftpåverkan och det
stabila jämviktstillståndet (fig. 1). Denna
teoretiska hållfasthet kan också mer eller mindre
uppnås i mycket tunna kroppar, så tunna att
de icke innehåller några dislokationer
(diameter 0,001 mm).
Fig. 3.
Dislokationer i svagt
deformerat
po-lykristallint
materials.
Det är denna mycket stora skillnad i
hållfasthet som har varit huvudorsaken till intresset
för dislokationerna. Dislokationsstrukturen
möjliggör nämligen, att en efter en av
atomraderna (i stället för hela atomplanet) kan
skjutas i väg, varvid dislokationen samtidigt
rör sig. Eller uttryckt på annat sätt: en
"insprängd" dislokation ger upphov till så stora
egenspänningar i materialet, att det endast
fordras en relativt liten yttre tillskottskraft för
att överskrida materialets hållfasthet.
Det uppkommer således två helt skilda
hållfasthetsbegrepp, som i vissa fall kan
förväxlas. Först den makroskopiska hållfastheten,
som motsvarar medelpåkänningen i materialet
och som man direkt mäter i
materialprovningsmaskiner, och så den teoretiska
hållfastheten, som motsvarar materialpåkänningen i
närheten av oregelbundenheterna (fig. 4) och
som kan beräknas på grundval av atomernas
inbördes kraftverkan.
Det kan här nämnas, att dislokationsteorierna
icke endast söker att ge nya kunskaper om
materialen utan även söker att basera såväl
ny som gammal kunskap på materialets
fundamentala egenskap, atomernas inbördes
kraftverkan. Härigenom blir de mer allmängiltiga.
Dislokationernas existens
Var och en som studerat de vanligaste
metalliska konstruktionsmaterialen under
mikroskopet vet, att materialen som helhet har en myc-
Fig. 4.
Hållfasthetsbegrepp; 1
teoretisk
spänning, 2
medelspänning, 3
belastning.
Fig. 5. Gjutjärn med ca 3,5 °/o kol; vita partier: järn
(Fe), de svaga linjerna är korngränser, dvs.
skiljelinjer mellan områden där atomplanen har olika
orientering; grått parti: tätt liggande
järnkarbid-lameller (FesC) i en grundmassa av järn; svarta
partier: grafit (C).
992 TEKN ISK TIDSKRIFT 1958
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
