X-ray measurements of dislocation density in deformed Copper and Aluminum single crystals

• Published in: Acta metallurgica 1961-01, Vol.9 (3), p.237-246
• Main Authors: Hordon, M.J, Averbach, B.L
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0001-6160
• DOI: 10.1016/0001-6160(61)90073-6

Measurements of double crystal rocking curve broadening were used to estimate the dislocation density in annealed and plastically strained single crystals of copper and aluminum. The deformation was carried out at room temperature. By using several characteristic radiations, the total diffraction broadening was resolved into components which depended separately on average lattice tilting, localized bending, dislocation strain and subgrain size. Dislocation densities of about 10 8/cm 2 and subgrain sizes of about 10 −4 cm were obtained for the annealed crystals; these values changed relatively little with shear strains up to 10 −3 in the easy glide region. In the strain-hardening range, however, the dislocation densities increased rapidly, reaching a magnitude of 10 10–10 11/cm 2 with plastic shear strains in the range 0.3–0.5. The corresponding subgrain sizes decreased to approximately 10 −5 cm, and this was interpreted as indicating the formation of essentially randomized dislocation arrays at large strains. For severely strained crystals, evidence was also found for a small number of piled-up arrays with 4–6 dislocations in each pile-up. Les auteurs ont étudié les densités des dislocations dans les monocristaux de cuivre et d'aluminium en mesurant l'élargissement des raies de diffraction de Bragg par un profilage; employant un diffractomètre à double cristal (technique: “rocking curve”). La déformation a été effectuée à température ambiante. En utilisant quelques rayonnements caractéristiques, l'élargissement de la diffraction totale était résolue en plusieurs composés qui dépendent séparément des inclinaisons moyennes du réseau, du pliage localisé, de la déformation des dislocations et de la grandeur des sous-grains. On a obtenu des densités de dislocations d'environ 10 8/cm 2 et des dimensions de sous-grains d'environ 10 −4 cm dans des cristaux recuits. Ces valeurs changent relativement peu avec les déformations de cisaillement jusqu'a 10 −3 dans les régions de glissement facile. Mais dans le domaine de durcissement de déformation, la densité des dislocations augmente rapidement, jusqu'à une valeur de 10 10–10 11/cm 2 avec des déformations de cisaillement plastique entre 0,3–0,5. Lagandeur dessous correspondants, diminue jusqu'à approximativement 10 −5 cm, et ceci a été interprété comme indiquant la formation, pour les grandes déformations, d'agrégats de dislocations au hasard. Pour des cristaux sévèrement déformes, on a aussi trouvé quelques agrégats