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Mechanisms of fatigue hardening in copper single crystals

Authors
Journal
Acta Metallurgica
0001-6160
Publisher
Elsevier
Publication Date
Volume
17
Issue
2
Identifiers
DOI: 10.1016/0001-6160(69)90130-8

Abstract

Résumé Des monocristaux de cuivre ont été soumis à des déformations cycliques en traction et compression, d'amplitude totale de cisaillement γ t constante et égale à 0,0075, ce qui donna une durée de vie à la fatigue N f de 42500 cycles. Les arrangements des dislocations ont été déterminés en fonction du nombre de cycles écoulés et ont été reliés à la courbe de durcissement par fatigue. La courbe tension-déformation cycliques a été déterminée pour le domaine γ t = ±0,0016–0,016. Les résultats ont été comparés avec d'autres études récentes du durcissement par fatigue. Les faisceaux de dislocations dans les configurations dipolaires ou multipolaires se forment par un mécanisme de piégeage mutuel pendant le durcissement rapide. Les faisceaux contribuent au durcissement rapide en produisant des barrières effectives au mouvement continu des dislocations sur les systèmes de glissement primaire et secondaire. Les auteurs ont trouvé que les structures des dislocations dans les tout premiers stades du durcissement rapide sont analogues aux structures de dislocations unidirectionnelles; cependant cette ressemblance disparaît rapidement sous l'action de la déformation cyclique continue et avec le développement progressif d'une structure cellulaire, jusqu'à ce que se développe, au durcissement à saturation (≈0,5% N f ), une structure de dislocations caractéristique d'une déformation cyclique uniquement. L'accomodation de la déformation pendant le durcissement à saturation peut se faire par le mouvement coopératif des dislocations à l'intérieur des murs des cellules (ou des portions de boucles) ainsi que par le mouvement des dislocations à travers les cellules (ou entre les portions de boucles), et les auteurs estiment qu'environ 50% de l'énergie dissipée est disponible pour la production des défauts ponctuels. Ces résultats conduisent à une conception unique du durcissement par fatigue pour les déformations de grande amplitude et de faible amplitude. Les structures des dislocations dans les portions de boucles de faible amplitude et dans les murs des cellules de grande amplitude semblent être identiques, chacune étant produite au début du mécanisme de piégeage mutuel. Les auteurs suggèrent l'existence d'une relation entre la production de l'effet Bauschinger et la formation des faisceaux de dislocations simples (structure de dislocation de même type que le Stade I) et supposent que l'effet Bauschinger est un résultat de la relaxation des dislocations à l'intérieur de ces faisceaux de dislocations.

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