Issue
J. Phys. France
Volume 45, Number 9, septembre 1984
Page(s) 1479 - 1490
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:019840045090147900
J. Phys. France 45, 1479-1490 (1984)
DOI: 10.1051/jphys:019840045090147900

Relationship between extrinsic stacking faults and mechanical twinning in F.C.C. solid solutions with low stacking fault energy

J.F.M. Vergnol et J.R. Grilhe

Laboratoire de Métallurgie Physique, 40, avenue du Recteur Pineau, 86022 Poitiers, France


Abstract
A detailed analysis of twin nucleation and growth is performed for the case of face-centred cubic materials with low stacking fault energy γ. It is found that twin nucleation may occur only if certain conditions concerning the crystallographic orientation, sign of the applied stress and deformation level, are satisfied. Each of these conditions is analysed ; their interdependence leads to the conclusion that the occurrence of twinning is controlled by the nucleation and the growth of extrinsic stacking faults. This analysis concentrates on cases where the tensile (or compressive) axis is either [100] or [111]. The discussion of the energy of twin nucleation leads to a quantitative relation between twin size and stacking fault energy γ. These assumptions are in good agreement with experimental data on many face-centred cubic solutions.


Résumé
Une analyse détaillée de la nucléation et de la croissance des macles, applicable aux matériaux C.F.C. à basse énergie de défaut γ, aboutit à la conclusion suivante : la nucléation des macles n'est possible que si des conditions déterminées, relatives à l'orientation, au sens de la contrainte appliquée, au taux de déformation, sont satisfaites. L'étude de ces conditions et de leur interdépendance montre que le maclage mécanique est gouverné par la nucléation et le développement de défauts d'empilement de nature extrinsèque. Le calcul de l'énergie nécessaire à la nucléation des macles aboutit à une relation quantitative entre la taille des macles et l'énergie de défaut. L'analyse est effectuée dans le cas où l'axe de traction (ou de compression) est [100] ou [111]. Les hypothèses sont en bon accord avec les résultats expérimentaux relatifs à de nombreuses solutions solides C.F.C.

PACS
6172M - Grain and twin boundaries.
6172N - Stacking faults and other planar or extended defects.

Key words
deformation -- solid solutions -- stacking faults -- twinning