The Development of the Dislocation Structures during the Fatigue Process of F.C.C. Single Crystals

In recent years the dislocation arrangements in the mechanical saturation stage have been studied to a great extent. In the present work the development of the dislocation arrangements in the range of cyclic hardening are dealt with in relation to the mechanical behaviour, giving special attention to the development of persistent slip bands (PSBs). The description of the dislocation structure development is related to the shape changes of the mechanical hysteresis loops. Above a cycle number Nn a set of about 1 μm long dislocation dense regions (“rungs”) aligned along the primary slip direction can be discerned. From these first rungs the ladder-like structures of PSBs develop until the saturation. Beside the PSB structure the matrix structure changes markedly between Nn and mechanical saturation. In amplitude changing tests another mechanism of PSB nucleation is observed, namely the breaking up of the existing matrix dislocation structure by “cords”. Die Versetzungsanordnungen im Bereich der mechanischen Sattigung wurden bisher eingehend untersucht. In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung der Versetzungsanordnungen in Verbindung mit mechanischen Messungen im Bereich der zyklischen Verfestigung dargestellt. Dabei wird besonders die Ausbildung persistenter Gleitbander (PSB) betrachtet. Die Beschreibung der Versetzungsstrukturentwicklung orientiert sich an der Anderung der Form der mechanischen Hystereseschleifen. Oberhalb einer Zyklenzahl Nn konnen versetzungsdichte Bereiche mit einer [111] Vorzugsrichtung (Sprossen) beobachtet werden, die entlang der primaren Gleitrichtung angeordnet sind. Daraus entwickeln sich die leiternahnlichen Strukturen der PSBs bis zum Sattigungsstadium. Parallel zur PSB-Strukturentwicklung verandert sich die Matrixstruktur wesentlich zwischen Nn und dem Sattigungsbereich. Bei Amplitudenwechselversuchen wird ein anderer PSB-Bildungsmechanismus beobachtet, namlich das Aufbrechen der vorhandenen Matrixversetzungsstruktur durch “cords”.