Precipitation hardening caused by a difference in shear modulus between particle and matrix

Abstract

The interaction force between a spherical precipitate, whose shear modulus differs from the one of the matrix, and a dislocation is calculated numerically. From the maximum and the range of this interaction force, the critical resolved shear stress τc is derived. If the total precipitated volume fraction stays constant and the particle radius rp is varied between 8 and 50 times the Burgers vector, τc increases monotonously with rp. This is in contrast to the findings published by other authors. Modulus hardening is weak compared with other mechanisms of precipitation strengthening. Die Wechselwirkungskraft zwischen einer kugelförmigen Ausscheidung, die einen anderen Schubmodul als die Matrix hat, und einer Versetzung wird numerisch berechnet. Aus dem Maximum und der Reichweite dieser Kraft wird die kritische Schubspannung gewonnen. Diese wächst – bei konstant gehaltenem Volumenbruchteil der Partikel – monoton mit deren Radius, wenn dieser zwischen 8 und 50 Burgersvektoren liegt. Dieses Ergebnis steht in Widerspruch zu den Berechnungen anderer Autoren. Modulhärtung ist im Vergleich zu anderen Mechanismen der Ausscheidungshärtung schwach.