Dislokasyonların hareketi, malzeme içerisinde yer alan ufak çökeltiler ve parçacıklar tarafından da engellenebiliyor. Bu konu başlığı altında bu çökeltilerin yapı içerisinde nasıl ortaya çıktığını bir kenara bırakıp, bu ufak parçacıkların dislokasyonlarla nasıl etkileştiği üzerinde duracağız. Çökelme süreci hakkında bilgi almak isteyen okurlar, bu bağlantı üzerinden ilgili konu başlığına ulaşabilirler.
Not: Bu içeriği genişletilmiş haliyle video olarak da izleyebilirsiniz. Dersler başlığı altındaki Malzemelerin Mekanik Davranışları video listesine göz atmak için resme tıklayın.
Yapı içerisinde bulunan ufak parçacıklar, dislokasyonların hareketini, dolayısıyla da plastik şekil değişimini, iki şekilde etkileyebiliyor. Bu etkileşimin doğası, parçacık ve ana faz arasındaki arayüzey tarafından belirleniyor. Fazlar arasında gözlemlediğimiz bağdaşık ve bağdaşmaz arayüzeyler üzerine bir ön bilgi bilgi almak isteyen okurlar, bu bağlantı üzerinden ilgili konu başlığına ulaşabilirler.
Eğer yapı içerisindeki ufak parçacıklar ana faz ile bağdaşık (İngilizce: coherent) bir yapı sergiliyorlarsa, ana faz içinde ilerleyen dislokasyonlar, benzer kristal yapıya sahip olan ufak parçacıkları keserek hareketlerine devam edebiliyorlar. Fakat, dislokasyonların bu parçacıklar içinde hareket edebilmesi, ana faz içindeki hareketleri kadar kolay gerçekleşmiyor. Bu nedenle, dislokasyonların parçacıkları keserek ilerleyebilmeleri için, malzeme üzerine uygulanan gerilimin arttırılması gerekiyor. Bağdaşık yapıdaki bir parçacığın, bir kenar dislokasyonu tarafından nasıl kesildiği, aşağıdaki resimde gösteriliyor.
Dislokasyonların, bağdaşık parçacıkları kesebilmeleri için daha fazla gerilime ihtiyaç duymaları, temel olarak üç nedene dayanıyor. İlk olarak, parçacık kesildiğinde, yukarıdaki resimde de gösterildiği gibi, parçacık ve ana faz arasındaki arayüzeyde bir artış meydana geliyor. Bu arayüzeyin oluşabilmesi için sağlanması gereken enerji ihtiyacı nedeniyle, dislokasyonun parçacığı kesebilmesi için daha yüksek miktarda gerilim uygulanması gerekiyor. Diğer iki etken ise, parçacık içinde dizilim hataları (İngilizce: stacking fault) bulunduğunda, ya da parçacık düzenli (İngilizce: ordered) bir yapıya sahip olduğunda ortaya çıkıyor. Dislokasyon parçacığı kestiğinde, parçacık içindeki ayrışmış dislokasyonların arasındaki mesafenin artması; ya da, parçacığın düzenli bir yapıya sahip olması durumunda, parçacık içinde bir zıtevre sınırı (İngilizce: antiphase boundary) yaratılması için gereken enerji ihtiyacı nedeniyle, dislokasyon hareketinin güçleştiğine, dolayısıyla malzemenin de güçlendiğine tanık oluyoruz.
Son olarak, bir de, parçacıkların ana fazla bağdaşmayan bir yapı sergilediği, ya da dislokasyonların kesemeyeceği kadar büyük olduğu durumlara bakalım. Yapı içerisindeki ufak parçacıklar, ana fazdan farklı bir kristal yapıya sahip olduğunda, dislokasyonların bu parçacıkları kesebilmesi mümkün olamıyor. Bu durumlarda dislokasyonlar, parçacıkların etrafında eğildikten (İngilizce: dislocation bowing) ve ardından parçacık çevresinde yeni bir dislokasyon halkası yarattıktan sonra koparak, hareketlerine devam edebiliyorlar. Dislokasyonların halkalar oluşturarak ilerlediği bu işleyişe, Macar metalurjist Egon Orowan’a ithafen, Orowan işleyişi (İngilizce: Orowan mechanism) adını veriyoruz.
Oluşan bu dislokasyon halkalarının, aynı kayma düzlemi üzerinde kayan diğer dislokayonların üzerine ters yönde bir miktar gerilim uygulaması nedeniyle, diğer dislokasyonların kaymaya devam edebilmeleri için, malzeme üzerindeki gerilimin arttırılması gerekiyor. Bu da, sonuç olarak, malzemenin güçlenmesine yol açıyor.
Devamı:
- Önceki sayfa: Bauschinger etkisi
- Ana konu başlığı: Malzemelerin Mekanik Davranışı