Temperature and Strain-Rate Dependence of the Tensile Flow Stress of High-Purity α-Iron below 250 K. I. Stress/Temperature Regime III

Successive tensile deformations at different temperatures of high-purity α-iron monocrystals, combined with stress-relaxation tests, reveal that in stress/temperature regime III, i.e. below ≈︁ 120 K, an Arrhenius equation with practically constant pre-exponential factor is valid for the temperature and strain-rate dependence of the flow stress. The experimentally determined stress dependence of the activation enthalpy follows very closely theoretical predictions of the line-tension approximation for kink-pair formation in 〈111〉 screw dislocations. The agreement between experiment and theory allows to derive numerical values for parameters which characterize kinks and dislocation structure. From these results it can be concluded that kink-pair formation, i.e., the elementary step of slip, occurs on {110} planes in this stress/temperature regime. Sukzessive Zugverformungen von hochreinen α-Eisen-Einkristallen bei verschiedenen Temperaturen, kombiniert mit Spannungsrelaxationsversuchen, lassen erkennen, daß im Spannungs-/Temperaturbereich III, d. h. unterhalb ≈︁ 120 K, für die Temperatur- und Geschwindigkeitsabhängigkeit der Fließ-spannung eine Arrheniusgleichung mit praktisch konstantem präexponentiellem Faktor gilt. Die experimentell bestimmte Spannungsabhängigkeit der Aktivierungsenthalpie folgt sehr genau theoretischen Voraussagen der Linienspannungsnäherung für die Kinkpaarbildung in 〈111〉-Schraubenversetzungen. Dank der Übereinstimmung zwischen Experiment und Theorie können die Kinken und die Versetzungsstruktur kennzeichnende Parameter quantitativ ermittelt werden. Aus den Ergebnissen kann geschlossen werden, daß die Kinkpaarbildung, d. h. der elementare Gleitschritt, in diesem Spannungs-bzw. Temperaturbereich auf {110}-Ebenen erfolgt.