Obstrucción al movimiento de dislocaciones de borde ½ <111> {110} en Febcc por solutos de Cu, Mn y Ni

Abstract

El principal mecanismo de fragilización de los aceros bainíticos por la irradiación es la obstrucción al movimiento de las dislocaciones. Los defectos estructurales responsables de esta obstrucción son producto de la irradiación a la que está sometido el material. En particular los precipitados de Cu, Ni y Mn son considerados como los principales contribuyentes a la fragilización y la evidencia experimental indica que se ubican preferentemente en la zona de la línea de dislocación. En este trabajo se estudia el efecto de la segregación alrededor de las dislocaciones de borde con vector de Burgers b = 1/2[111] y la tensión necesaria para el movimiento. Para redistribuir los átomos de soluto minimizando la energía se aplica un algoritmo de Monte Carlo en el ensamble semi-gran-canónico. La tensión de corte crítica se estudia mediante la técnica de dinámica molecular y se analiza como afecta la presencia de Cu en una matriz de Fe con 1%Ni-1%Mn. Los resultados muestran que la tensión requerida para mover las dislocaciones aumenta sustancialmente con la presencia de solutos segregados.

The main mechanism of embrittlement of bainitic steels by irradiation is the impediment of dislocation movement. Structural defects responsible for this obstruction are a product of irradiation. In particular, Cu, Ni and Mn precipitates are considered as major contributors to embrittlement and experimental evidence indicates that preferentially locate in the area of the dislocation line. In this paper we study the effect of this segregation around edge dislocations with Burgers vector b = 1/2 [111] and the stress required for the movement. A Monte Carlo algorithm in the semi-grand canonical ensemble is used to study the alloying elements segregation to the dislocation core. The critical resolved shear stress is studied by molecular dynamics to analyze the effect of Cu atoms in a Fe-matrix containing 1%Ni-1%Mn. The results show that the stress required for the dislocation to break-away substantially increases with the presence of segregated solutes.