Низкотемпературная пластическая деформация металлов скольжением и деформационное упрочение
Низкотемпературной (или холодной) называют пластическую деформацию, идущую при гомологических температурах ниже 0,2-0,25, т.е. когда отношение температуры деформации ТдК к температуре плавления ТплК Тд / Тпл<0,2-0,25. При этих низких температурах диффузия идет очень медленно и поэтому процесс переползания дислокаций не успевает проходить во время деформации.
Картина пластической деформации 
Классическая схема деформации скольжением при растяжении (см. рис. 2.10а) напоминает сдвиг карт в колоде. «Карты» здесь – это отдельные участки образца (группы атомных плоскостей). В элементарном виде
механизм сдвига одной части кристалла относительно другой можно представить как результат пробега через него дислокации, например краевой, с длиной, равной ширине кристалла (рис. 2.11). Чем больше количество движущихся дислокаций и длиннее суммарный путь их перемещений, тем больше величина макропластической деформации:
g = 
bl, (2.6)
где g – относительный сдвиг, характеризующий величину пластической
деформации,
b – усредненный вектор Бюргерса двигавшихся дислокаций,
l - средняя длина их перемещения.
Рисунок 2.11 - Схема сдвига верхней половины кристалла относительно нижней в результате пробега через него краевой дислокации
В реальных металлах и сплавах, как правило, еще до начала деформации имеется много дислокаций разных типов. Под действием приложенных напряжений начинают работать различные их источники, порождающие новые дислокации. Движущиеся дислокации выходят на поверхность образца, взаимодействуют внутри него друг с другом: вступают в реакции, тормозятся, аннигилируют, образуют сплетения и т.д. Поэтому реальная картина пластической деформации металлических материалов сложна и во многих случаях еще далеко не ясна. Она определяется структурой, составом материала и условиями его деформации.
Картину пластической деформации экспериментально изучают в основном двумя методами: 1) микроскопическим анализом полированной поверхности образцов, на которой в результате деформации появляются особые линии и «полосы скольжения» и 2) методом дифракционной электронной микроскопии тонких фольг, вырезанных из деформированных образцов.
Линии скольжения – это ступеньки, образующиеся на поверхности в результате выхода дислокаций. Действительно, когда, например, краевая дислокация (см. рис. 2.11) выйдет на левую грань кристалла, то на поверхности этой грани образуется ступенька, равная по высоте h вектору Бюргерса в дислокации. При этом длина ступеньки, т.е. линии скольжения, будет равна длине вышедшей на поверхность краевой дислокации (рис.2.12а). Легко представить себе, что вышедшая одним концом на поверхность винтовая дислокация при своем движении также образует ступеньку, длина которой будет соответствовать длине пробега дислокации (рис.2.12б).
Рисунок 2.12 - Образование ступенек при выходе на поверхность краевых (а) и
винтовых (б) дислокаций
Конечно, увидеть ступеньку, образующуюся в результате выхода на поверхность одной дислокации, очень трудно. Но когда при скольжении в одной плоскости на поверхность выходит несколько дислокаций и высота ступеньки h достигает – ~1нм и более, их уже можно наблюдать при электронномикроскопическом анализе реплик[1] с предварительно отполированной поверхности деформированного образца. После значительной деформации высота ступенек становится настолько большой, что их можно выявлять и под световым микроскопом.
Анализируя расположение линий скольжения, расстояние между ними, их высоту, можно составить не только качественное, но и количественное
представление о картине и величине пластической деформации. Узнав с помощью рентгеноструктурного анализа кристаллографическую ориентировку анализируемой поверхности образца, по направлению линий скольжения определяют плоскости и направления скольжения.
Метод дифракционной электронной микроскопии позволяет непосредственно наблюдать отдельные дислокации, определять их вектор Бюргерса и кристаллографию скольжения, оценивать характеристики дислокационной структуры на разных стадиях деформации.