Cottrell-Stokes Ratios and Dislocation Distributions in Copper

The Cottrell‐Stokes ratio in polycrystals remains sensibly constant at low and intermediate flow stresses [1]; in single crystals deformed in simple tension it increases with flow stress, beyond stage I [2]. The present paper describes the C‐S ratio/flow‐stress relationship in single crystals in which “alien” dislocation distributions were produced by twisting, by constrained tensile strain, or by change of glide plane after prestrain. The C‐S ratios of such crystals were independent of their initial flow stress (beyond the range of normal stage I values) and remained constant during further tensile strain; at intermediate flow stresses, the C‐S ratios were always greater than those for single crystals deformed in simple tension and approximately equal to those for deformed polycrystals. It is proposed that the common value for our alien distributions and polycrystals corresponds to an isotropic dislocation distribution, and that “forest‐rich” anisotropic distributions approach isotropy more rapidly with increasing strain than those with excess primary dislocations. The difference in rate of approach is compatible with the different roles of primary and secondary dislocations in “single‐slip” deformation and with the single‐valued nature of the C‐S ratio/flow‐stress relationship for unconstrained tensile deformation of single crystals [2]. In Polykristallen bleibt das Cottrell‐Stokes‐Verhältnis bei niedrigen und mittleren Fließspannungen in hohem Maße konstant [1]; in Einkristallen nimmt es bei einfacher Spannungs‐deformation unterhalb Zustand I zu [2]. Es wird die Beziehung C‐S‐Verhältnis/Fließspannung in Einkristallen angegeben, in denen „fremde”︁ Versetzungsverteilungen durch Zwillingsbildung, erzwungene Zugbelastung oder durch Änderung der Gleitebene nach Vorbelastung hervorgerufen werden. Das C‐S‐Verhältnis solcher Kristalle ist unabhängig von deren anfänglicher Fließspannung (unterhalb des Bereichs der normalen Werte des Zustands I) und bleibt während weiterer Zugbelastung konstant; bei mittleren Fließspannungen sind die C‐S‐Verhältnisse immer größer als die für Einkristalle, die einfach durch Spannung deformiert wurden und näherungsweise denen von deformierten Polykristallen gleich. Es wird angenommen, daß die üblichen Werte für unsere Fremdverteilungen und Polykristalle einer isotropen Versetzungsverteilung entsprechen, und daß anisotrope „forest‐rich”︁‐Verteilungen mit steigender Belastung schneller isotrop werden als die mit zusätzlichen Primärve