Деформирование монокристалла двойникованием.

Двойникование не является преобладающим видом неупругого деформирования в металлах с большим числом систем скольжения (ГЦК- и ОЦК-кристаллы) и в основном происходит в металлах, в которых скольжение дислокаций по некоторым СС ограничено (ГПУ-кристаллы). Однако экспериментально установлено, что деформирование двойникованием происходит также в ОЦК- и ГЦК-металлах при низких гомологических температурах, в материалах с низкой энергией дефекта упаковки и при повышенных скоростях деформирования. Появление двойников приводит к значительному изменению отклика материала, поскольку двойники являются эффективным препятствием для движения краевых дислокаций.

Двойник может быть образован посредством сдвига.
Для рассмотрения механического двойникования в металлах введем следующие общепринятые обозначения: K1 – плоскость двойникования (габитусная плоскость), остающаяся неискаженной при двойниковании; η1 – направление двойникового сдвига; K2 – вторая неискаженная (инвариантная) плоскость; η2 – направление, лежащее в плоскости K2 и плоскости сдвига S, перпендикулярной плоскости двойникования K1 и содержащей направление сдвига η1.

При двойниковании кристалла должны выполняться следующие критерии:
– две плоскости остаются неискаженными: плоскость двойникования K1 и инвариантная плоскость K2;
– инвариантная плоскость K2 образует с плоскостью K1 до и после двойникования одинаковые двугранные углы.
Рассмотрим кристаллогеометрию основных типов кристаллов – ГЦК, ОЦК и ГПУ. В случае правильной упаковки в ГЦК-металлах последовательность атомных слоев имеет вид ABCABCABC… При двойниковании она меняется ABCABACBA…
Одним из важнейших параметров, определяющих зарождение и развитие двойников в кристалле, является энергия дефекта упаковки (ЭДУ). Напомним, что ЭДУ численно равна силе отталкивания частичных дислокаций и определяет ширину дефекта упаковки; чем ниже ЭДУ, тем больше ширина дефекта упаковки.

Необходимо также отметить влияние температуры на двойникование. Кристаллография сдвигов дислокаций зависит от температуры испытания [55], поэтому можно ожидать влияния температуры на развитие двойникования. Из экспериментов известно, что с понижением температуры склонность материала к двойникованию возрастает.