A study of quench hardening in copper

Quenching studies of copper, under clean conditions, have revealed a two stage hardening mechanism. The first stage corresponds to the formation of small vacancy clusters and occurs around room temperature, while the second stage is centered around 250°C. Measurements of the dislocation loop density in quenched, aged specimens in the second stage of hardening, show that Frank vacancy loops are the major obstacle to dislocation motion. The temperature dependence of the critical resolved shear stress, in quenched specimens, was also measured throughout the aging process and compared with various expressions for the interaction of mobile dislocations with different obstacles. These results indicate quite clearly that Seeger's theory of obstacle shearing is favored over Fleisher's theory of asymmetrical distortion in this case. An experimental value of the cutting process is about 5 eV. In agreement with this mechanism, electron microscope observations show that Frank dislocation loops, within a slip plane, are removed during the first few percent of plastic deformation. Finally, the quench hardening is only removed at very high temperatures, in the same temperature range where the Frank loops are removed. Abschreckungsuntersuchungen an Kupfer unter sauberen Bedingungen haben einen Zweistufenmechanismus fur die Verfestigung ergeben. Die erste Stufe besteht aus der Bildung kleiner Leerstellenagglomerate bei Zimmertemperatur, wahrend die zweite Stufe bei etwa 250°C erscheint. Messungen der Dichte der Versetzungsschleifen in abgeschreckten, gealterten Proben in der zweiten Stufe der Verfestigung zeigen, das Franksche Leerstellenschleifen das Haupthindernis fur die Versetzungswanderung sind. Die Temperaturabhangigkeit der aufgelosten kritischen Scherspannung in abgeschreckten Proben wurde ebenfalls wahrend des Alterungsprozesses gemessen und mit verschiedenen Ausdrucken fur die Wechselwirkung beweglicher Versetzungen mit verschiedenen Hindernissen verglichen. Diese Ergebnisse zeigen ganz klar, das in diesem Falle die Seegersche Theorie der Hindernisscherung geeigneter ist als die Fleischersche Theorie der asymmetrischen Verzerrung. Ein experimenteller Wert fur den Abschneideprozes ist ungefahr 5 eV. In Ubereinstimmung mit dem Mechanismus zeigen elektronenmikroskopische Beobachtungen, das Franksche Versetzungsschleifen innerhalb einer Gleitebene schon wahrend der ersten Prozente der plastischen Deformation beseitigt werden. Die Abschreckungsverfestigung kann nur bei sehr hohen Temperaturen beseitigt werden, im gleichen Temperaturbereich, wo die Frankschen Schleifen verschwinden.