Fig. 3.3 - Systèmes de glissement génériques dans les cristaux cubiques à faces centrées
Lorsqu'une dislocation avance d'une rangée atomique, c'est en fait une rangée atomique qui sort de son ancienne place (cristal avant déformation) pour prendre sa nouvelle place (cristal après déformation). L'état initial (ancienne place) et l'état final (nouvelle place) sont deux états stables, l'étape intermédiaire est un état de plus grande énergie (les atomes sont hors de leur emplacement normal). Il faut donc fournir de l'énergie pour que la dislocation avance d'un cran, ceci correspond à un freinage du mouvement, à une force de freinage. Cette force s'appelle force de Peierls-Nabarro.
La vitesse de la dislocation dans un cristal "pur" dépend donc de sa force d'entraînement et de la force de Peierls-Nabarro.
La force de Peierl-Nabarro dépend beaucoup de l'étalement du coeur. Pour caricaturer, si la déformation est concentrée dans une ligne monoatomique, lorsque celle-ci se déplace, chaque atome sur la ligne subit un déplacement important, donc cela nécessite une énergie importante ; par contre, si la déformation est répartie sur 10 atomes de large, lorsque la dislocation avance d'une rangée atomique, chaque atome de la rangée ne subit qu'un faible déplacement, donc l'énergie nécessaire est plus faible.
La dislocation glisse donc plus facilement sur les plans ou elle est étalée, donc sur les plans denses. Ceci explique que, pour une structure cristallographique donnée, le glissement a souvent lieu sur le même type de plans.
Une dislocation de vecteur de Burgers [uvw] glisse sur un plan (hkl) -- on parle de système de glissement [uvw](hkl). Pour que le glissement soit "facile", [uvw] doit être forcément une direction dense, car cela donne une déformation minimale, et (hkl) un plan dense, car cela donne une force de frottement minimale. Donc, pour une structure cristallographique donnée, il y a un nombre réduit de systèmes de glissements faciles. Plus une structure a de systèmes de glissement faciles, plus le cristal pourra être ductile (mais la ductilité dépend aussi d'autres paramètres comme la pureté, la taille de grains...). À l'inverse, une structure qui a peu de systèmes de glissement faciles sera intrinsèquement fragile (le cristal cassera sans déformation plastique).
La structure possédant le plus de systèmes de glissement faciles est la structure cubique à faces centrées (cfc). On a en effet :
Fig. 3.3 - Systèmes de glissement génériques
dans les cristaux cubiques à faces centrées
Et effectivement, les métaux les plus ductiles comme l'or, le cuivre et l'aluminium sont des cubiques à faces centrées. Les aciers austénitiques g, cubiques à faces centrées, sont plus ductiles que les aciers ferritique a, cubiques centrés.