Modelling the kinetics of solute segregation to partial dislocations for isothermal microcalorimetric evaluations

Abstract

A model is proposed to describe the kinetics of solute segregation to partial dislocations in solid solutions of cold-rolled alloys. The case when half edge and half screw dislocations are present is considered. The model gives account of the kinetic behaviour observed in a deformed Cu-19 at% A1 alloy where two unknown processes could be assessed during calorimetric isothermal experiments. The faster process corresponds to segregation to screw dissociated dislocations while the slower one corresponds to segregation to edge dissociated dislocations Experimental activation energies, larger for edge dislocations, are close to that for pipe dif'fhsion along the partials corrected by pinner binding energy terms. It is also predicted that segregation occurs faster as the dislocation density is increased. A quantitative comparison of experimental results with model predictions is given.

Evaluaciones microcalorimétricas no-isotermas en aleaciones de Cu-9Ni-5,5Sn templadas y deformadas en frío

“…La densidad de dislocaciones r puede ser evaluada a partir del pico de recristalización como [16][17][18][19][20] la ecuación (4):…”

“…Por otra parte, el hecho de que la dureza de la aleación deformada no se modifique apreciablemente al calentarlas en el rango de temperaturas en que se observa el primer pico exotérmico (etapa 3) indica que no ha tenido lugar la formación de precipitados durante esta etapa. Este comportamiento podría interpretarse considerando que las dislocaciones parciales generadas por la laminación en frío inhiben la formación de precipitados [15][16][17][18][19][20] y favorecen la segregación del soluto hacia las dislocaciones parciales. El hecho de que no haya tenido lugar una variación apreciable de la dureza durante el primer pico exotérmico (etapa 3) sugiere que la segregación de soluto hacia las dislocaciones solo ha contribuido al anclaje de las mismas sin producir un aumento de la concentración de las dislocaciones.…”

“…De acuerdo a trabajos anteriores [15][16][17][18][19][20] , el calor generado debido a un proceso de segregación de soluto hacia las dislocaciones parciales puede ser expresado por la ecuación (1):…”

“…Si se considera que c es la concentración de la aleación debido a los solutos níquel y estaño, y se asume que en el material deformado las dislocaciones de borde y helicoidales están presentes en igual cantidad [16,17 y 20] , DH d está dado por [16][17][18][19][20][21] la ecuación (2):…”

“…Por otra parte, es sabido que en soluciones sólidas de cobre deformadas en frío y recocidas a temperaturas inferiores a la de recristalización, tiene lugar un bloqueo de las dislocaciones en el que la migración del soluto hacia estas juega un papel importante [14] . En el caso de que este fenómeno origine una ramificación de las dislocaciones podría dar lugar a un notable aumento de la dureza, denominado endurecimiento por recocido [15][16][17][18][19][20][21] . En el presente trabajo se pretende obtener información adicional sobre el mecanismo de endurecimiento a partir del análisis cinético del proceso de cristalización y del análisis teórico de los valores determinados para la entalpía de cristalización de una aleación de composición Cu-9 % Ni-5,5.…”