Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 23, Numéro 4, avril 1988
Page(s) 367 - 379
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01988002304036700
Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 367-379 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:01988002304036700

Dislocation clustering and long-range internal stresses in monotonically and cyclically deformed metal crystals

H. Mughrabi

Institut für Werkstoffwissenschaften, Lehrstuhl I, Universität Erlangen-Nürnberg, Martenstrasse 5, 8520 Erlangen, F.R.G.


Abstract
Dislocation wall and cell structures in deformed metal crystals are reviewed briefly, emphasizing the heterogeneity of the dislocation distribution. The evolution of the dislocation substructure is discussed in terms of work hardening and dynamic recovery. The main part of the paper deals with the so-called composite model in which the heterogeneous dislocation distribution is considered as a composite consisting of bonded hard and soft components corresponding to cell walls and cell interiors, respectively. Long-range internal stresses whose magnitude is consistent with experiment are an integral part of the composite model. They arise as a necessary consequence of the compatibility requirements during deformation. The composite model leads to a new understanding of the macroscopic flow stress and to a good description of reverse loading including the Bauschinger effect in the case of single crystals.


Résumé
On passe en revue les structures de dislocations en parois et cellules dans les cristaux métalliques déformés, en insistant sur l'hétérogénéité de distribution des dislocations. L'évolution de la sous-structure de dislocations est décrite en terme d'écrouissage et restauration dynamique. L'article insiste sur le modèle dit "composite" dans lequel la distribution hétérogène des dislocations est considérée comme un matériau composite constitué de parties dures et molles correspondant aux parois et intérieurs des cellules, respectivement. Des contraintes internes à longue portée, d'amplitude cohérente avec l'expérience, font partie du modèle composite. Elles sont une conséquence des conditions de compatibilité en cours de déformation. Le modèle composite permet une nouvelle compréhension de la contrainte macroscopique d'écoulement plastique et une bonne description du chargement inverse, y compris l'effet Bauschinger dans le cas des monocristaux.

PACS
6170G - Dislocations: theory.
6220F - Deformation and plasticity.
8140E - Cold working, work hardening: post deformation annealing, recovery and recrystallisation: textures.
8140L - Deformation, plasticity and creep.

Key words
dislocation structure -- internal stresses -- recovery -- long range internal stresses -- metal crystals -- dislocation distribution -- work hardening -- dynamic recovery -- composite model -- cell walls -- cell interiors -- deformation -- macroscopic flow stress -- reverse loading -- Bauschinger effect