Mécanisme d'Orowan

Entravement du mouvement d'une dislocation par des particules

L'effet des particules en tant qu'obstacle au mouvement des dislocations est à l'origine du durcissement par dispersion . Le mécanisme d'Orowan ne se produit pas pour des particules incluses de manière cohérente dans la matrice (c'est-à-dire qu'elles prennent la place d'autres atomes sans perturber la matrice).

Les dislocations gênées par les particules s'enroulent alors autour de celles-ci pour se recombiner de l'autre côté et continuer à avancer en laissant une boucle de dislocation autour de la particule. Le phénomène est similaire à une source de Frank-Read.

Si une nouvelle dislocation se présente devant les particules, elle "verra" la particule + la boucle de dislocation comme un obstacle à part entière. Le rayon de l'obstacle est alors plus important que la particule seule. C'est ce qui conduit à la scission (ou au contournement) de cette dernière, lorsque suffisamment de dislocations se sont accumulées.

La dislocation, en s'allongeant, produit un demi-cercle entre les particules, dont le rayon R est le suivant (avec r le rayon des particules et l la distance séparant le centre de chaque particule):

${\displaystyle R={\frac {l-2r}{2}}}$

La contrainte critique nécessaire pour que la dislocation passe les particules s'exprime alors de la même façon que la contrainte critique de la source de Frank-Read:

${\displaystyle \tau _{crit}={\frac {Gb}{l-2r}}}$

${\displaystyle G}$ : Module de cisaillement

${\displaystyle b}$ : Vecteur de Burgers

Pour avoir la véritable contrainte critique, il faut multiplier la partie droite de la formule par une constante dépendant du type de dislocation (vis ou coin)[1].

Les mécanismes de cisaillement et contournement des précipités sont expliqués dans cet article (en anglais).