X-ray rocking-curve broadening of tensile-deformed [001]-orientated copper single crystals

Abstract

X-ray rocking curves of the Bragg reflexion g = {200} are measured on [001]-orientated Cu single crystals deformed in tension at room temperature up to resolved shear stresses between 26.2 and 75.6 MPa. Forg= (200) and (020) the rocking-curve half widths δβ(ϕ) (the azimuth ϕ denotes the state of rotation of the specimen around g) revealed a strong ϕ-dependence, whereas for g = (002) the half width δβ(ϕ) is constant and is equal to the maximum of δβ(ϕ) in the case of g = (200) or (020), respectively. It is shown that this ϕ-dependence of δβ and the fact that the tensile axis [001] remains remarkably stable under deformation can only be understood in terms of local violations of the fourfold symmetry of the slip geometry on a microscopic scale but pre- serving the fourfold symmetry on a macroscopic scale. Dislocation reaction models are presented by which the experimental data can be explained and which lead to the conclusion that the resolved shear strain in the eight slip systems with Schmid factor ≠ 0 may deviate locally from the average by not more than about 1%. Es werden die Röntgen-Rockingkurven der Bragg-Reflexe g = {200} an [001]-orientierten Cu-Einkristallen gemessen, die im Zugversuch bei Raumtemperatur bis zu Fließspannungen zwischen 26,2 und 75,6 MPa verformt wurden. Für g = (200) und (020) zeigen die Halbwertsbreiten δβ(ϕ) der Rockingkurven eine starke Abhängigkeit von ϕ (wobei der Azimuthwinkel ϕ die jeweilige Drehung der Probe um den Beugungsvektor g bezeichnet), wührend für g = (002) die Halbwertsbreite δβ(ϕ) konstant ist und mit dessen Maximalwert für g = (200) bzw. (020) übereinstimmt. Es wird gezeigt, daß diese ϕ-Abhängigkeit von δβ und der Umstand, daß die [001]-Zugachse bemerkenswert stabil bei der Zugverformung ist, nur verstanden werden kann unter der Annahme, daß die vierzählige Symmetrie der Gleitgeometrie auf einer mikroskopischen Skala verletzt wird, jedoch auf einer makroskopischen Skala erhalten bleibt. Es werden Versetzungsreaktionsmodelle dargestellt, die die experimentellen Befunde richtig wiedergeben und die zu der Schlußfolgerung führen, daß die Abgleitung in den acht Gleitsystemen mit Schmid-Faktor ≠ 0 lokal vom Mittelwert nicht mehr als ungefähr 1% abweicht.