Gli elementi di lega, grazie al campo di deformazione, tendono a diffondere verso le dislocazioni, formando una sorta di “nuvole” (atmosfere di Cottrell). Queste tendono ad ostacolare il moto delle dislocazioni.

Simulazione di dislocazioni per 109 atomi di Cu. Per migliorare la visualizzazione, sono mostrati solo gli atomi in prossimità del difetto. Le dislocazioni, se sollecitate, si muovono !!

I bordi grano riescono a fermare almeno parzialmente le dislocazioni. Difetti cristallini e meccanismi di deformazione presenti nel grano inferiore (blu). Una sollecitazione di trazione è applicata lungo l’asse verticale . Le sorgenti si attivano e le dislocazioni si impilano lungo il bordo grano. Quando la sollecitazione in corrispondenza dell’impilamento raggiunge un valore critico, le dislocazioni oltrepassano il bordo grano, penetrando nel grano superiore (rosso). Da questa simulazione si può intuire la relazione di Hall-Petch fra la dimensione del grano cristallino ed il carico di snervamento.

Rs = a + b D^-1/2

Durante la loro propagazione, le dislocazioni possono incontrare ostacoli come foreste di dislocazioni, precipitati e bordi grano. Le dislocazioni sono in grado di superare questi ostacoli localizzati solo con il contributo della sollecitazione oppure della temperatura.