Effect of electron irradiation on mechanical properties of aluminum single crystals at 80°K

• Published in: Acta metallurgica 1964, Vol.12 (4), p.361-369
• Main Authors: Ono, K, Meshii, M, Kauffman, J.W
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0001-6160
• DOI: 10.1016/0001-6160(64)90005-7

Aluminum single crystals of 99.999% initial purity were irradiated at 80°K with 1 MeV electrons to total dose of 1.2 ~ 8 × 10 17 el/cm 2. The flow stress was measured at 77°K over the strain rate range 5 × 10 −4 to 4 × 10 −3 and increased with irradiation. A larger increase for the higher strain rate was observed. The increase is interpreted to be due to interstitials which have migrated to dislocations and have been absorbed heterogeneously by making superjogs or kinks, which produce resistance to motion of the dislocations. An interruption of tensile test for a short time resulted in a yield drop which was found only in the irradiated crystals. This yield drop may be due to the Cottrell locking of the interstitials which were freed from impurity trapping sites by glide dislocations. Annealing at room temperature resulted in recovery of the hardening caused by the irradiation. Migration of vacancies or divacancies to the dislocation having interstitial jogs may produce the recovery. Des monocristaux d'aluminium à 99,999 % de pureté ont été irradiés à 80°K par des électrons de MeV à une dose totale de 1,2 à environ 8 × 10 17 el/cm 2. Le flux de matière a été mesuré à 77°K pour des vitesses de déformation de 5 × 10 −4 à 4 × 10 −3 et augmenté avec l'irradiation. Une plus grande augmentation à de plus hautes vitesses de déformation a été observée. Cette augmentation a été inter prétée de la manière suivante : elle est due à la migration d'interstitiels vers les dislocations qui ont été absorbées d'une façon hétérogène par la formation de décrochements qui produisent une résistance au mouvement des dislocations. Une interruption de l'essai de traction pendant un temps court produit une diminution de la limite élastique qui n'a été observée que sur les cristaux irradiés. Cette diminution de la limite élastique peut être due au blocage des interstitiels par des atmosphères de Cottrell, ces interstitiels étant privés de sites de capture par des dislocations. Des recuits à la température ambiante provoquent une restauration du durcissement provoqué par l'irradiation. La migration des lacunes ou bilacunes vers les dislocations qui ont des glissements d'interstitiels, peut provoquer la restauration. Aluminiumeinkristalle mit einer anfänglichen Reinheit von 99,999% wurden bei 80°K mit 1 MeV Elektronen bis zu einer Gesamtdosis von 1,2 ~ 8 × 10 17 Elektronen/cm 2 bestrahlt. Die Flieβspannung wurde bei 77°K bei Verformungsgeschwindigkeiten zwischen 5 × 10 −4 und 4 × 10