Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 853-859 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:01980001504085300

Comportement collectif des dislocations

J.L. Martin

Laboratoire d'Optique Electronique , associé à l'Université Paul-Sabatier, Toulouse, B.P. 4347, 31055 Toulouse Cedex, France

Abstract
The velocity of a dislocation group decreases slowly as the mobile defect density increases, but it suddenly drops off at a critical density, because of strong defect interactions. Experimentally, this property affects the plastic behaviour of certain types of alloys which deform heterogeneously by Lüders band propagation, e.g. after static aging or under dynamic aging conditions. Electron microscope observations reveal a planar glide of dislocations under these conditions. With an optical microscope and a high speed cine-camera, the velocity of slip bands as well as mobile dislocation densities can be measured. An increase in the strain rate induces collective dislocation movements which correspond to the stress instabilities on the deformation curve. In situ observations in the high voltage electron microscope, of dislocation movements in the slip planes, show that for certain deformation rates, the defect flow is not monotonous anymore, but proceeds by dislocation bursts. The collective properties can therefore be observed in various kinds of experiments, but their interpretation is far from being completed.

Résumé
La vitesse de déplacement d'un groupe de dislocations décroît lentement lorsque la densité de défauts mobiles augmente, mais pour une densité critique, les défauts intéragissent tellement entre eux que la vitesse du groupe chute brutalement. Expérimentalement, cette propriété se manifeste au cours de la déformation plastique de certains alliages qui se déforment de façon hétérogène par propagation de bandes de Lüders, notamment après traitement de vieillissement statique ou dans des conditions où l'effet Portevin-Lechatelier apparaît. Le microscope électronique montre qu'une telle déformation se propage par glissement planaire de dislocations. Avec une caméra à grande vitesse on peut mesurer au microscope optique les vitesses de croissance de ces bandes de glissement et connaître la densité de dislocations mobiles. L'augmentation de la vitesse de déformation provoque l'apparition de mouvements collectifs qui sont à l'origine des instabilités de contrainte observées sur les courbes de déformation. Les observations in situ, au microscope électronique à haute tension, de l'allure des dislocations dans les plans de glissements actifs, montrent que pour certaines vitesses, l'écoulement des défauts n'est plus monotone mais procède par saccades. Si ces propriétés collectives peuvent être observées dans divers types d'expériences, l'approche théorique de ces phénomènes est loin d'être complète.

PACS
6170L - Slip, creep, internal friction and other indirect evidence of dislocations.
6170Y - Interaction between different crystal structure defects.
6220F - Deformation and plasticity.

Key words
dislocation density -- dislocation interactions -- electron microscope examination of materials -- slip -- velocity -- dislocation group -- mobile defect density -- critical density -- defect interactions -- plastic behaviour -- Luders band propagation -- aging -- planar glide -- optical microscope -- slip bands -- mobile dislocation densities -- strain rate -- collective dislocation movements -- stress instabilities -- slip planes -- defect flow -- dislocation motion -- plastic deformation -- electron microscopy -- dislocation glide -- HVEM