Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 32, Numéro C2, Juillet 1971
COLLOQUE SUR LES 'EFFETS D'ANÉLASTICITÉ DUS AUX DÉFAUTS ET AUX TRANSFORMATIONS DE PHASE DANS LES SOLIDES'
Page(s) C2-83 - C2-86
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:1971218
COLLOQUE SUR LES 'EFFETS D'ANÉLASTICITÉ DUS AUX DÉFAUTS ET AUX TRANSFORMATIONS DE PHASE DANS LES SOLIDES'

J. Phys. Colloques 32 (1971) C2-83-C2-86

DOI: 10.1051/jphyscol:1971218

FROTTEMENT INTÉRIEUR DU ZINC A HAUTE TEMPÉRATURE

J. WEGRIA, J. GOUZOU and L. HABRAKEN

Centre National de Recherches Métallurgiques, Abbaye du Val-Benoît, B-4000 Liège, Belgique


Résumé
Les phénomènes de relaxation aux joints de grains ont été étudiés dans de nombreux métaux et alliages. Le but de ces recherches était d'étudier la structure et le mouvement des joints. Les résultats que nous présentons ont été acquis lors d'une étude de l'amortissement aux joints de grains dans le zinc. L'étude de la variation de la température du maximum du pic en fonction de la fréquence d'essai montre que les résultats que nous avons obtenus ne correspondent pas à la même énergie d'activation que celle déduite par d'autres chercheurs de leurs essais. Les phénomènes observés sont donc de nature différente ; les énergies d'activation trouvées sont toutefois compatibles l'une et l'autre avec un déplacement de joints de grains. Les résultats acquis au cours de cette étude fournissent une énergie d'activation proche de celle pour l'autodiffusion aux joints de grains. Ce résultat est conforme à la majorité des résultats publiés récemment sur la relaxation aux joints de grains, lorsque le diamètre moyen des grains n'est pas trop grand. Ce résultat suggère que la relaxation des tensions aux joints de grains se fait par un déplacement du joint lui-même. Cette interprétation permet de comprendre les résultats expérimentaux de Washburn et Parker qui ont observé le mouvement réversible d'un joint sous l'action d'une tension périodique. Ce mécanisme est, en outre, en accord avec le modèle présenté par Gleiter. De plus, si on adopte la valeur de l'énergie de défaut d'empilement du zinc publiée récemment par Sartry et al., nos résultats vérifient la relation linéaire liant la force de relaxation et l'énergie de défaut d'empilement (Cordea et Spretnak). L'énergie d'activation trouvée par Roberts et al. correspond à l'énergie d'activation pour l'autodiffusion en volume dans le zinc, ce qui est conforme aux idées de Kê. On assiste donc dans ce cas à un glissement des joints. Nous pensons que l'énergie d'activation plus élevée requise pour ce mode de mouvement s'explique par le fait que ce processus fait intervenir simultanément un plus grand nombre d'atomes et des dislocations d'un type particulier. La comparaison des résultats obtenus dans cette étude avec ceux publiés par d'autres chercheurs permet de mieux préciser le mouvement des joints de grains dans le zinc pur. Dans le cas d'échantillons à grains fins, on observe une migration du joint ; dans le cas d'échantillons à gros grains, on assiste à un glissement des joints.


Abstract
The grain boundary relaxation phenomena have been studied for numerous metals and alloys. These investigations were aimed at determining the structure and movement of grain boundaries. The results presented here were obtained when studying grain-boundary damping in zinc. Determination of the variation in the peak temperature as a function of the test frequency gave results which are discussed. These results do not correspond to the same activation energy as those derived by other workers. The observed phenomena are thus of a different nature, though they are compatible with grain-boundary displacement. The results obtained in the present investigation led to the derivation of an activation energy close to the one for grain-boundary self-diffusion. This observation agrees with most of the results recently reported on grain boundary relaxation, when the mean diameter of the grains is not too large. This result suggests that the relaxation of stresses at grain boundaries occurs through motion of the boundary itself. This interpretation fits in with the experimental results of Washburn and Parker, who observed the reversible displacement of a boundary subjected to a periodic stress. Furthermore, this mechanism agrees with the model proposed by Gleiter. If we adopt the stackingfault energy recently supplied by Sastry and al., our results fit the relationship established by Cordea and Spretnak. The activation energy found by Roberts et al. corresponds to the activation energy for volume self-diffusion in zinc, which agrees with the concepts of Kê. The phenomenon involved in this case is thus grain-boundary glide. We believe that the higher activation energy required by this type of motion results from the fact that a larger number of atoms and dislocations of a special type are simultaneously involved in this process. The comparison of results obtained in the present work with those published by other workers, allows to give a better specification of the motion of grain boundaries in high purity zinc. In the case of fine-grained specimens, motion is by grain-boundary migration ; in that of coarse-grained, it is by grain-boundary glide.


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