Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 169-183 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:01987002203016900

New trends in creep microstructural models for pure metals

D. Caillard¹ et J.L. Martin<sup>2

1</sup>  Laboratoire d'Optique Electronique du CNRS, BP 4347, F-31055 Toulouse Cedex, France
²  DP Ecole Polytechnique Fédérale, CH1015 Lausanne, Switzerland

Abstract
Various microstructural rate controlling models of creep are reviewed. They are compared to macroscopic and microscopic data for subgrain, subboundary structures and properties, and internal stress distributions. It is shown that the identification of realistic mechanisms not only requires the examination of activation parameters values, but also necessitates relevant metallographic observations. Recent data on cross slip show that this mechanism could control the creep rate of copper at intermediate temperatures while glide on prismatic planes is active in magnesium in a similar temperature range. For aluminium, subboundary migration plays an important role at intermediate temperatures, and is controlled by the glide of subboundary dislocations on (001). Glide on non compact planes inside subgrains controls the creep rate in this metal at the onset of the high temperature domain. The jog dragging screw model is particularly unrealistic. Additional data on cross slip and glide on non compact planes are needed to generalize the above models to other metals.

Résumé
Divers modèles microstructuraux décrivant les mécanismes qui gouvernent la vitesse de déformation en fluage sont discutés. Ils sont examinés par comparaison avec les données microscopiques et macroscopiques relatives aux structures et propriétés des sous-joints et sous-grains et aux distributions de contraintes internes. Il est montré que pour identifier un mécanisme réaliste, il faut tenir compte non seulement des paramètres d'activation mais aussi des observations métallographiques. Des résultats récents sur le glissement dévié montrent que ce mécanisme pourrait contrôler la vitesse de déformation en fluage dans le cuivre aux températures intermédiaires, tandis que dans le même domaine de température, le glissement prismatique est actif dans le magnésium. Pour l'aluminium, la migration des sous-points joue un rôle important aux températures intermédiaires et elle est gouvernée par le glissement de dislocations des sous-joints dans des plans (001). Le glissement sur des plans non compacts dans les sous-grains contrôle la vitesse de déformation en fluage pour ce métal à la limite inférieure du domaine des hautes températures. Le modèle de traînage des crans sur les dislocations vis apparaît particulièrement irréaliste. Des observations supplémentaires sur le glissement dévié et sur le glissement dans des plans non compacts sont nécessaires afin de pouvoir généraliser ce type de modèle à d'autres métaux.

PACS
0130R - Reviews and tutorial papers: resource letters.
4630J - Viscoelasticity, plasticity, viscoplasticity, creep, and stress relaxation.
6220H - Creep.
8140L - Deformation, plasticity and creep.

Key words
creep -- reviews -- creep microstructural models -- pure metals -- microstructural rate controlling models -- subgrain -- subboundary structures -- properties -- internal stress distributions -- activation parameters -- cross slip -- glide -- prismatic planes -- subboundary migration -- jog dragging screw model