Влияние прокатки и кручения под высоким давлением в камере Бриджмена на количественные характеристики полос сдвига в аморфном сплаве на основе Zr


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Аморфные сплавы на основе металлических компонентов демонстрируют уникальную способность реализовать пластическую деформацию под воздействием внешних механических напряжений. В результате воздействия больших степеней пластической деформации в сплавах можно наблюдать полосы сдвига (ПС) в виде грубых линий на шлифованной поверхности образца. Концепция формирования полос сдвига в аморфных металлических стеклах сильно отличается от процессов пластической деформации в кристаллических металлах и сплавах. В отличие от кристаллических металлов, аморфные металлические стекла могут существовать в спектре структурных состояний с сопутствующими механическими, термодинамическими и физическими свойствами материалов. Формирование и эволюция полос сдвига контролируют текучесть и пластичность почти всех металлических стекол при комнатной температуре, и во многих случаях образование доминирующих полос сдвига быстро приводит к разрушению. В литературе отсутствует строгое количественное описание основных параметров ПС, которое могло бы адекватно описать в аналитической форме процесс пластической деформации аморфных сплавов аналогично дислокационной и дисклинационной теориям пластической деформации кристаллов. Остается открытым вопрос, как переход от макроскопической деформации к интенсивным пластическим деформациям аморфных сплавов влияет на основные характеристики ПС. В работе с помощью метода оптической профилометрии детально изучены количественные характеристики ступенек, образованных полосами сдвига на поверхности деформированных образцов массивного аморфного сплава Zr60Ti2Nb2Cu18,5Ni7,5Al10 после кручения под высоким давлением (КВД), а также после прокатки. Установлено, что дизайн полос сдвига зависит от способа деформирования. Показано, что величина деформации оказывает определяющее влияние на мощность полос сдвига (высоту ступенек). Переход от деформации прокаткой (e=0,4) к пластической деформации при КВД (e=2,6) приводит к трехкратному увеличению мощности полос сдвига и среднего расстояния между ними.

Об авторах

Ирина Андреевна Хрипливец

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва (Россия)

Автор, ответственный за переписку.
Email: misshriplivets@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9494-9000

аспирант кафедры физического материаловедения

Россия

Список литературы

  1. Greer A.L., Cheng Y.Q., Ma E. Sear bands in metallic glasses // Materials Science and Engineering R-Reports. 2013. Vol. 74. № 4. P. 71–132. doi: 10.1016/j.mser.2013.04.001.
  2. Zhang Q.S., Zhang W., Xie G.Q., Louzguine-Luzgin D.V., Inoue A. Stable flowing of localized shear bands in soft bulk metallic glasses // Acta Materialia. 2010. Vol. 58. № 3. P. 904–909. doi: 10.1016/j.actamat.2009.10.005.
  3. Donovan P.E., Stobbs W.M. The structure of shear bands in metallic glasses // Acta Metallurgica. 1981. Vol. 29. № 8. P. 1419–1436.
  4. Zhang Y., Greer A.L. Thickness of shear bands in metallic glasses // Applied Physics Letters. 2006. Vol. 89. № 7. Article number 071907.
  5. Masumoto T., Maddin R. The mechanical properties of palladium 20 a/o silicon alloy quenched from the liquid state // Acta Metallurgica. 1971. Vol. 19. № 7. P. 725–741. doi: 10.1016/0001-6160(71)90028-9.
  6. Rösner H., Peterlechner M., Kübel C., Schmidt V., Wilde G. Density changes in shear bands of a metallic glass determined by correlative analytical transmission electron microscopy // Ultramicroscopy. 2014. Vol. 142. P. 1–9. doi: 10.1016/j.ultramic.2014.03.006.
  7. Glezer A.M., Kozlov E.V., Koneva N.A., Popova N.A., Kurzina I.A. Plastic deformation of nanostructured materials. Boca Raton: CRC Press, 2017. 320 p.
  8. Abrosimova G., Aronin A., Fokin D., Orlova N., Postnova E. The decrease of Young`s modulus in shear bands of amorphous Al87Ni8La5 alloy after deformation // Materials Letters. 2019. Vol. 252. P. 114–116. doi: 10.1016/j.matlet.2019.05.099.
  9. Gunderov D., Astanin V. Influence of HPT deformation on the structure and properties of amorphous alloys // Metals. 2020. Vol. 10. № 3. Article number 415. doi: 10.3390/met10030415.
  10. Maass R., Samver K., Arnold W., Volkert C.A. A single shear band in a metallic glass: Local core and wide soft zone // Applied Physics Letters. 2014. Vol. 105. № 17. Article number 171902.
  11. Louzguine-Luzgin D.V., Zadorozhnyy V.Yu., Chen N., Ketov S.V. Evidence of the existence of two deformation stages in bulk metallic glasses // Journal of Non-Crystalline Solids. 2014. Vol. 396-397. P. 20–24.
  12. Glezer A.M., Louzguine-Luzgin D.V., Khriplivets I.A., Sundeev R.V., Gunderov D.V., Bazlov A.I., Pogozhev Y.S. Effect of high-pressure torsion on the tendency to plastic flow in bulk amorphous alloys based on Zr // Materials Letters. 2019. Vol. 256. Article number 126631. doi: 10.1016/j.matlet.2019.126631.
  13. Mazilkin A., Straumal B., Kilmametov A., Straumal P., Baretzky B. Phase transformations induced by severe plastic deformation // Materials Transactions. 2019. Vol. 60. № 8. P. 1489–1499. doi: 10.2320/matertrans.MF201938.
  14. Glezer A.M., Plotnikova M.R., Sundeev R.V., Shurygina N.A. Self-Blocking of sear bands and delocalization of plastic flow in amorphous allys upon megaplastic deformation // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2013. Vol. 77. № 11. P. 1391–1396. doi: 10.3103/S1062873813110129.
  15. Conner R.D., Johnson W.L., Paton N.E., Nix W.D. Shear bands and cracking of metallic glass plates in bending // Journal of applied physics. 2003. Vol. 94. № 2. P. 904–911.
  16. Conner R.D., Li Y., Nix W.D., Johnson W.L. Shear band spacing under bending of Zr-based metallic glass plates // Acta Materialia. 2004. Vol. 52. № 8. P. 2429–2434.
  17. He Q., Xu J. Locating Malleable Bulk Metallic Glasses in Zr–Ti–Cu–Al Alloys with Calorimetric Glass Transition Temperature as an Indicator // Journal of Materials Science and Technology. 2012. Vol. 28. № 12. P. 1109–1122.
  18. Flores K.M., Dauskardt R.H. Local heating associated with crack tip plasticity in Zr–Ti–Ni–Cu–Be bulk amorphous metals // Journal of Materials Research. 1999. Vol. 14. № 3. P. 638–643.
  19. Wright W.J., Saha R., Nix W.D. Deformation mechanisms of the Zr40Ti14Ni10Cu12Be24 bulk metallic glass // Materials Transactions. 2001. Vol. 42. № 4. P. 642–649.
  20. Zhilyaev A.P., Langdon T.G. Using high-pressure torsion for metal processing: fundamentals and applications // Progress in Materials Science. 2008. Vol. 53. № 6. P. 893–979. doi: 10.1016/j.pmatsci.2008.03.002.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ,



Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах