1) Definición.

Las dislocaciones son defectos lineales que son generados durante la solidificación de la red cristalina o durante la deformación plástica, esto consiste en una zona de la red cristalina que pierde el acomodo perfecto que debería poseer teóricamente, esto siempre sucede en la realidad ya que es imposible encontrar una red perfecta en sistemas policristalinos. Existen dislocaciones de borde, tornillo y una combinación de ambas llamadas mixtas.

2) Dislocación de borde: características, signos, analogías, definición del vector de Burgers, movimiento por deslizamiento, movimiento por trepado, energía para moverla.

Una dislocación de borde es a grandes rasgos el deslizamiento consecutivo de un número de planos en la estructura de la red cristalina, que es generado por un esfuerzo, donde un plano extra dentro del arreglo cristalino que se posiciona sobre otro plano que es perpendicular. Donde es posicionado el plano extra los átomos poseen un acomodo más apretado mientras que el plano perpendicular posee una mayor distancia de separación, por lo que si se trazará una línea imaginaria que uniera los radios de los átomos se puede observar una curvatura, este defecto se ve en decrecimiento si la distancia entre átomos que se encuentran en el plano de perpendicular es menor.

En una dislocación existe cierta simbología que es usada para referirse a la posición del plano del plano extra, cuando este se encuentra por debajo del plano de deslizamiento (Una línea de deslizamiento es aquel que va a lo largo del borde del plano extra), se dice que es negativo y se simboliza de esta forma T. Mientras que cuando el plano extra se encuentra arriba del plano de deslizamiento se dice que es positivo y se simboliza | .

Este tipo de dislocaciones se puede entender mejor, realizando dos analogías que ilustran mejor el tema. Una de ellas es observar el movimiento de los gusanos, si observamos detenidamente, un gusano se desplaza debido a que una parte de su cuerpo se estira y se genera cierto esfuerzo de tensión que después lo aplica ese esfuerzo que se encuentra donde aumenta el tamaño de su cuerpo y este avanza hacia su cabeza y se puede observar una compresión en su cuerpo.

Otra analogía que ejemplifica mejor este tipo de defecto cristalino, es el de una alfombra que se desea mover de posición en una habitación, si lo analizamos detenidamente es prácticamente imposible mover esa alfombra aplicando cierto esfuerzo y esta se desplacé hasta donde deseamos, sino que es más fácil si generamos un desplazamiento por zonas, generando pequeñas curvaturas en ella, mientras se desplaza con un menor esfuerzo, esto demuestra que las dislocaciones se generan por alteraciones locales.

La distancia de desplazamiento de los átomos en torno a una dislocación se llama deslizamiento o vector de Burgers (b) este representa la magnitud y dirección que sufren los átomos al generarse este tipo de dislocación y es perpendicular a la línea de dislocación. Y para poder calcular este vector, es primero necesario colocar una dirección positiva que va a lo largo de la línea de deslizamiento, posteriormente se traza un camino entorno a la dislocación, esto es mejor conocido como circuito de Burguers. Después se realiza un desplazamiento sobre este circuito, por convención es recomendable que este sea en sentido de las manecillas del reloj. Se observa que no se llega al mismo punto donde se partió. El punto que une al punto inicial y al final es el famoso vector de Burguers.

Un movimiento de deslizamiento es cuando esta se desplaza en el sentido del vector de Burguers, este es un movimiento conservativo. Mientras que un deslizamiento por trepado es más complejo ya que este se genera en ángulos rectos, y es capaz de generar o eliminar vacancias presentes en la red cristalina, este es un movimiento no conservador, aunque es necesario aplicarle una mayor cantidad de esfuerzo. Este tipo de movimiento genera que el tamaño del plano de deslizamiento cambie de tamaño, esto es consecuencia del movimiento de vacancias, cuando se presenta una disminución en el plano se llama trepado positivo, análogamente podemos afirmar que es trepado negativo cuando este plano incrementa de tamaño

Se puede afirmar que un esfuerzo de comprensión genera un trepado positivo donde se ve disminuido el número de vacancias, mientras que en el trepado negativo cuando existe una fuerza de tensión se generan vacancias. El trepado negativo requiere mayor energía que un trepado positivo.

3. Dislocación de tornillo: características, dirección, movimiento por deslizamiento, energía para moverla.

En este tipo de dislocación a diferencia del de borde, el vector de Burguers y la línea de deslizamiento son perpendiculares, así como su dirección también se comporta de esta forma. Esta dislocación es generada cuando se aplica un esfuerzo de corte en un extremo de la pieza, por lo que se podría visualizar como cuando cortamos una hoja de papel a la mitad, des esta manera es más fácil poder visualizar este tipo de defecto. Tampoco es posible poder generar una visión de un plano extra dentro de esta dislocación Y este tipo de dislocación puede surgir por un movimiento de trepado a veces este tipo de dislocación se suele utilizar como simbología una S.

Existen dos tipos de dislocación de tornillo, la primera se llama dislocación de tornillo derecha, cuando la dirección del vector de Burguers se dirige hacia el sentido negativo de la línea de dislocación. Una dislocación de tornillo izquierdo análogamente se dirige hacía el sentido positivo de la línea de deslizamiento. El esfuerzo de corte puede generar un movimiento que continuo en esta dislocación aunque se necesita de demasiada energía, porque esto solo puede suceder de dos formas, una es agregando suficiente fuerza para romper la resistencia del anclaje o provocando un trepado.

4. Dislocaciones mixtas: características, similitudes y diferencias con las de borde y las de tornillo.

5. Dislocaciones torcidas: dentro del plano, fuera del plano.

Las dislocaciones tienden a presentar un marcado rompimiento en sus líneas de deslizamiento. Una dislocación fuera del plano es cuando se presenta que la línea de dislocación, cambia drásticamente de plano, como si este trepara o se deslizará, cuando se presenta este comportamiento en dislocaciones de borde se dice que posee un trepado positivo o negativo de acuerdo hacia donde cambie el plano. Mientras que una dislocación dentro del plano, se mantiene sobre el mismo plano pero cambia su dirección noventa grados (Izquierda o derecha), en las dislocaciones de borde solo cambia de dirección pero se mantiene sobre el mismo plano.

6. Lazos de dislocación: descripción, características de su movimiento

Esto ocurre cuando las líes de dislocación terminan en una superficie que esté libre de átomos o normalmente en el límite de grano, que es donde termina una orientación de una red cristalina. Posee dos características una de ellas es cuando la línea de dislocación avanza en todos los sentidos hacia los extremos debido por el esfuerzo que se le fue suministrado a la pieza, posteriormente cuando las líneas de deslizamiento llegan al borde externo de los cristales se

produce un escalón.

7. Generador de Frank-Read: descripción.

Frank y Red propusieron que las dislocaciones se pueden generar a parir de una vacancia existente, generando lo que se conoce como loop de dislocaciones. Se considera un segmento de la dislocación (fig. a), esta misma llega a deformarse y se forma una configuración semicircular. Si el esfuerzo aplicado supera, la misma que posee la configuración, la dislocación se vuelve inestable, y el radio aumenta debido al aumento del esfuerzo, este proceso se termina hasta que se rompe el semicírculo y se vuelve a generar.

Si se encuentran dos dislocaciones en un mismo plano con un vector de Burguers en un mismo plano pero de signo opuesto estas se aniquilan.

8. Flujo plástico en función del movimiento de las dislocaciones.

Con esto es posible explicar una curva esfuerzo-deformación, partiendo como principal causa el movimiento de las dislocaciones. Se puede dividir en tres estados.

El primer estado es cuando se empieza a aplicar un esfuerzo cortante sobre el material y es posible generar el movimiento de las dislocaciones, gracias a esto también se generan nuevas dislocaciones por el método de Frank-Read, esto requiere de gran esfuerzo por lo que al inicio de un ensayo se puede observar que el esfuerzo es mínimo y no incrementa drásticamente.

En el segundo estado las dislocaciones empiezan a anclarse por lo que el metal aumenta una dureza mayor porque es más difícil mover las dislocaciones. Esto se debe a que una dislocación anclada genera una fuerza repulsiva sobre las demás dislocaciones.

En el último estado este esfuerzo es lo suficientemente grande y esto genera que todas las dislocaciones ancladas se muevan, por lo que el material comienza a ceder por que se necesita menor esfuerzo para deformarlo, esto se genera por un deslizamiento cruzado.