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Slip-induced directional order theory for B2-type superlattices

1966; Elsevier BV; Volume: 1; Issue: 2 Linguagem: Francês

10.1016/0025-5416(66)90026-7

1873-4928

G. Y. Chin,

Microstructure and Mechanical Properties of Steels

The theory of slip-induced directional order has been developed for the B2-type superlattices. The treatment is based on the original work of Chikazumi et al. Separate analyses have been made for slip on {110} 〈111〉 and {112} 〈111〉 systems, which are prominent slip systems in b.c.c. alloys. In addition, consideration has been made for both long- and short-range order in the structure, as well as for nearest-neighbor and next-nearest-neighbor interactions. The results of the analysis are summarized as follows: (1) In the case of nearest-neighbor interactions, (a) {110} 〈111〉 slip in both long- and short-range ordered lattices results in the slip plane normal as the effective direction of excess like-atom pairs; (b) {112} 〈111〉 slip, on the other hand, results in the slip direction as the effective direction of unlike pairs. (2) In the case of next-nearest-neighbor interactions, (a) {110} 〈111〉 slip in both long- and short-range ordered lattices leads to that 〈100〉 direction which lies on the slip plane, as the effective like-pair direction, while (b) no anisotropy is expected from slip in {112} 〈111〉 systems. The theory is applied to FeCo, whereby the magnetic anisotropy energy obtained by rolling single crystals of (001) [110], (115) [110], (112)[110], (111) [110] and (110) [110] orientations are calculated. Except for (110) [110], these orientations comprise the crystallographic texture spread as found in heavily rolled polycrystalline material near the FeCo composition. The results of the calculations are in good agreement with the observations of Fahlenbrach et al. if mixed slip of both {110} 〈111〉 and {112} 〈111〉 slip systems (pencil glide) is assumed to take place during deformation. Such mixed slip has been observed by Stoloff and Davies. Possible contributions from magnetocrystalline and magnetostrictive anisotropies to the observed results of rolled FeCo are also discussed. L'auteur a élaboré une théorie de l'ordre directionnel créé par la déformation par glissement dans les surstructures de type B2. Son calcul repose sur le modèle théorique proposé initialement par Chikazumi et al. Il a analysé séparément les cas où le glissement actif est {110} 〈111〉 et {112} 〈111〉; ces deux systèmes sont en effet les systèmes de glissement prédominants dans les alliages de structure cubique centrée. De plus il a considéré à la fois les situations où la structure possédait un ordre à grande distance et celles où elle était caractérisée par un ordre à courte distance et il a fait intervenir aussi bien les interactions entre premier voisins que celles entre seconds voisins. Les résultats de cette analyse peuvent être résumés de la manière suivante: (1) Si l'on considère seulement les interactions entre premiers voisins, (a) le glissement du système {110} 〈111〉 aboutit à la création dans les structures ordonnées d'un excédent de paires d'atomes semblables dans la direction perpendiculaire au plan de glissement, que l'ordre soit à grande distance ou à courte distance; (b) par contre le glissement du système {112} 〈111〉 aboutit à la formation d'un excédent de paires d'atomes dissemblables dans la direction de glissement. (2) Si l'on tient compte des interactions entre seconds voisins, (a) le glissement {110} 〈111〉 conduit à un excédent de paires d'atomes semblables dans celle des directions 〈100〉 qui est contenue dans le plan de glissement, dans le cas de l'ordre à grande distance aussi bien que dans celui de l'ordre à courte distance, tandis que (b) on ne doit s'attendre à aucune anisotropie dans ces structures lorsque le glissement actif est du type {112} 〈111〉. L'auteur a appliqué la théorie précédente au cas de FeCo, ce qui lui a permis de calculer l'énergie d'anisotropie magnétique qui correspond à l'ordre directionnel obtenu par laminage dans des monocristaux ayant pour orientations (001) [110], (115) [110], (112) [110], (111) [110] et (110) [110]. A l'exception de (110) [110], ces orientations englobent celles que l'on trouve dans la texture cristallographique, après un laminage intense, d'un matériau polycristallin dont la composition est voisine de FeCo. Les résultats de ce calcul sont en bon accord avec les observations de Fahlenbrach et al., si l'on suppose que la déformation plastique s'effectue par glissement mixte faisant intervenir à la fois les systèmes {110} 〈111〉 et {112} 〈111〉 (“pencil glide”). Stoloff et Davies ont effectivement observé des glissements mixtes de ce type. L'auteur envisage également la possibilité de contributions à lénergie d'anisotropie provenant de l'anisotropie magnétocristalline et des phénomènes de magnétostriction et examine comment ces deux termes peuvent affecter les résultats expérimentaux obtenus dans le cas des monocristaux de FeCo laminés. Es wird eine Theorie der durch Gleitung induzierten Orientierung für Überstrukturen vom B2-Typ hergeleitet. Die Behandlung baut auf den ursprünglichen Arbeiten von Chikazumi et al. auf. Die in k.r.z. Legierungen vorherrschenden Gleitsysteme {110} 〈111〉 und {112} 〈111〉 werden getrennt analysiert. Zusätzlich werden Nahordnung und Fernordnung in den Legierungen berücksichtigt sowie Wechselwirkungen zwischen nächsten und übernächsten Nachbarn. Die Ergebnisse der Analyse können wie folgt zusammengefaβt werden: (1) Für den Fall der Wechselwirkung nächster Nachbarn wird (a) bei {110} 〈111〉-Gleitung in Gittern mit Fernordnung und in Gittern mit Nahordnung die Gleitebenennormale zur effectiven Richtung überschüssiger Paare aus gleichen Atomen und andererseits (b) bei {112} 〈111〉-Gleitung die Gleitrichtung zur effektiven Richtung von Paaren ungleicher Partner. (2) Im Fall der Wechselwirkung übernächster Nachbarn wird (a) bei {110} 〈111〉-Gleitung in Gittern mit Fernordung und in Gittern mit Nahordnung die in der Gleitebene liegende 〈100〉-Richtung zur effektiven Richtung gleicher Paare, während man (b) bei {112}〈111〉-Gleitung keine Anisotropie erwartet. Die Theorie wird auf FeCo angewandt, und zwar wird die magnetische Anisotropieenergie in gewalzten Einkristallen der Orientierungen (001) [110], (115) [110], (112) [110], (111) [110] und (110) [110] berechnet. Abgesehen von (110) [110] umfassen diese Orientierungen die in stark gewalztem polykristallinem Material nahe der Zusammensetzung FeCo beobachtete kristallographische Textur. Die Ergebnisse dieser Rechnungen stimmen gut mit den Beobachtungen von Fahlenbrach et al. überein, wenn man annimmt, daβ während der Verformung gemischte Gleitung in den Systemen {110} 〈111〉 und {112} 〈111〉 (pencil glide) erfolgt. Gemischte Gleitnung dieser Art wurde von Stoloff und Davies beobachtet. Ferner werden mögliche Beiträge magnetokristalliner und magnetostriktiver Anisotropien zu den in gewalztem FeCo beobachteten Erscheinungen diskutiert.