Dislokasyon hareketi sonucu oluşan plastik deformasyon süreci kayma olarak adlandırılır.
Bütün metal ve alaşımlarda bulunan dislokasyonlar, katılaşma veya plastik deformasyon sırasında veya hızlı soğutmadan kaynaklanan ısıl gerilmeler sonucunda oluşur. Malzemedeki dislokasyonların sayısı veya dislokasyon yoğunluğu, birim hacimdeki toplam dislokasyon uzunluğu veya herhangi bir kesitte birim alanı kesen dislokasyon sayısı olarak tanımlanır.
Daha önce değinildiği gibi, ek yarı atom düzleminin varlığından dolayı, dislokasyon çizgisi çevresindeki kafesler bir miktar çarpılır. Bunun sonucu olarak, komşu atomların üzerinde basma, çekme ve kayma türünde kafes şekil değişimlerinin söz konusu olduğu bölgeler bulunur.
Dislokasyonlar bütün kristal atom düzlemi ve doğrultularında aynı kolaylıkla hareket etmezler. Genelde tercih edilen bir düzlem ve bu düzlem boyunca dislokasyon hareketinin gerçekleştiği belirli bir doğrultu söz konusudur. Bu düzleme kayma düzlemi ve hareketin oluştuğu doğrultuya da kayma doğrultusu adı verilir. Kayma düzlemi ve kayma doğrultusunun oluşturduğu kombinasyon ise kayma sistemi adını alır.
Kenar, vida ve karışık dislokasyonlar kayma düzlemi ve doğrultusu boyunca uygulanan kayma gerilmesinin etkisiyle hareket ederler. Uygulanan gerilmenin saf çekme (veya basma) olması durumunda bile gerilme eksenine dik veya paralel olma durumu haricinde her zaman kayma bileşenleri vardır. Bu gerilmelere kayma gerilmesi bileşenleri adı verilir.
Tek kristalde uygulanan çekme veya basma gerilmesinin etkisiyle, en uygun yönlenmeye sahip kayma sistemi üzerindeki kayma gerilmesi bileşeni, τ BKri kritik kayma gerilmesi bileşeni adı verilen kritik gerilme değerine ulaştığında kayma hareketi başlayacaktır.
Makro ölçekteki plastik deformasyon çok sayıdaki dislokasyonun hareketine karşılık geldiği için, bir metalin plastik deformasyon kabiliyeti dislokasyonların hareket etme kabiliyetine bağlıdır. Neredeyse bütün dayanım arttırma teknikleri şu basit kurala dayanır: Dislokasyon hareketini sınırlamak veya engellemek, malzemenin daha sert ve daha yüksek dayanımlı olmasını sağlar.
Hall-Petch denklemi adı verilen bu ifade de d, ortalama tane çapı, σ 0 ve k y ise malzemeye özgü sabitlerdir.
Metallerin dayanım ve sertliğini arttırmak için kullanılan bir başka teknik, yer alan veya arayer katı çözeltisi yapan empürite atomlarıyla alaşımlama yapmaktır. Bu nedenle katı çözelti (katı eriyik) sertleşmesi adını almıştır.
Sünek bir metalin plastik deformasyon sırasında sertlik ve dayanımının artması pekleşme olarak adlandırılır. Bu olaya, pekleşme yanı sıra deformasyon sertleşmesi adı da verilmektedir. Pekleşmenin gerçekleşmesi için metallerin, ergime sıcaklıklarının (Kelvin cinsinden) kabaca yarısından daha düşük sıcaklıklarda şekillendirilmesi, yani soğuk şekillendirilmesi gerekir.
Bazı durumlarda plastik deformasyon derecesini ifade etmek için birim şekil değişimi yerine daha kullanışlı olan yüzde soğuk şekil değişimi ifadesi kullanılır. A 0, deformasyon öncesi ilk kesit alanı ve A d ise deformasyon sonrası kesit alanı olmak üzere soğuk şekil değişimi yüzdesi (% SŞD), olarak tanımlanır.
Metale uygulanacak uygun bir ısıl işlemle (tavlama işlemi adı verilen), soğuk şekil değişimi öncesi özellikleri ve yapısı geri kazandırılabilir. Bu tür bir yapısal değişiklik, yüksek sıcaklıkta yapılan ve sonrasında tane büyümesinin söz konusu olabileceği, toparlanma ve yeniden kristalleştirme olarak adlandırılan iki farklı işlem ile sağlanabilir.
Toparlanma sırasında, yüksek sıcaklıktaki artan atomsal yayınma sonucu (gerilme uygulanmaksızın) oluşan dislokasyon hareketi sayesinde depolanan şekil değişimi enerjisi bir miktar azalır. Toparlanma neticesinde, metalin elektrik ve ısıl iletkenliği gibi fiziksel özellikleri, soğuk şekil değişimi öncesindeki durumlarına geri döner.
Yeniden kristalleşme sırasında, dislokasyon yoğunluğu düşük ve eş eksenli (bütün doğrultularda yaklaşık olarak aynı boyutlara sahip olan) yeni taneler oluşur. Diğer bir ifadeyle, malzeme soğuk şekillendirme öncesindeki özelliklerini geri kazanır.
Şekil 7.21c-d
Şekil 7.21e-f
Belirli bir metal alaşımının yeniden kristalleşme davranışı bazen yeniden kristalleşmenin bir saatte tamamlandığı sıcaklık (yeniden kristalleşme sıcaklığı) olarak da belirtilir.
Metal bir numunede, yeniden kristalleşme tamamlandıktan,yani deformasyon etkileri giderildikten sonra yüksek sıcaklıktaki tavlama işlemine devam edilirse, taneler büyümeye eğilimini sürdürür (Şekil 7.21d-f ); bu olaya tane büyümesi adı verilmiştir.
Bu ifade, d 0, t = 0 anında, başlangıçtaki (ilk) tane çapıdır; K ve n ise zamandan bağımsız sabitlerdir. n, genellikle 2 ye eşit veya daha büyük değerler alır.