Распределение микротвердости по поверхности металлического стекла на основе циркония, подвергнутого интенсивной пластической деформации кручением
- Авторы: Астанин В.В.1, Гундеров Д.В.1,2, Титов В.В.1
-
Учреждения:
- Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
- Институт физики молекул и кристаллов Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа
- Выпуск: № 3-1 (2022)
- Страницы: 33-40
- Раздел: Статьи
- URL: https://vektornaukitech.ru/jour/article/view/552
- DOI: https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-3-1-33-40
- ID: 552
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Большой интерес представляет установление особенности трансформации структуры и свойств объемных металлических стекол (ОМС) при воздействии интенсивной пластической деформации кручением (ИПДК). Известно, что при ИПДК степень деформации разнится от центра к краю диска, что приводит к неоднородности структуры получаемых образцов. Изменение величины микротвердости отражает направление изменения структуры ОМС при ИПДК, а распределение микротвердости – неоднородность ИПДК-образцов. Целью работы является установление влияния ИПДК на величину микротвердости и распределение микротвердости по поверхности образцов аморфных сплавов на примере ОМС Vit105 на основе циркония (Zr52,5Cu17,9Ni14,6Al10Ti5). Исследовано распределение микротвердости по поверхности ОМС Vit105 на основе циркония в исходном состоянии, в состоянии после ИПДК на n=1 и n=5 оборотов и после релаксирующего отжига. Показано, что исходные ОМС Vit105 характеризуются небольшим разбросом значений микротвердости, что свидетельствует о высокой однородности материала. Релаксирующий отжиг, снижая избыточный свободный объем, приводит к повышению микротвердости без значительного увеличения разброса ее значений. ИПДК приводит к снижению микротвердости циркониевого ОМС, что свидетельствует о росте избыточного свободного объема в результате деформации, но в то же время повышает неравномерность распределения микротвердости по образцу, при этом значения микротвердости в одной половине образца ИПДК (n=1) выше, чем в другой. Это показывает, что деформирование образца ОМС в процессе ИПДК обусловлено специфическими механизмами нагружения.
Об авторах
Василий Владимирович Астанин
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
Email: v.astanin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9282-8806
младший научный сотрудник кафедры электромеханики
РоссияДмитрий Валерьевич Гундеров
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа;Институт физики молекул и кристаллов Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа
Автор, ответственный за переписку.
Email: dimagun@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5925-4513
доктор физико-математических наук, профессор, ведущий научный сотрудник
РоссияВячеслав Викторович Титов
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
Email: molotovmelnik@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4884-6027
аспирант кафедры материаловедения и физики металлов
РоссияСписок литературы
- Kruzic J.J. Bulk Metallic Glasses as Structural Materials: A Review // Advanced Engineering Materials. 2016. Vol. 18. № 8. P. 1308–1331. doi: 10.1002/adem.201600066.
- Jafary-Zadeh M., Kumar G.P., Branicio P.S., Seifi M., Lewandowski J.J., Cui F. A Critical Review on Metallic Glasses as Structural Materials for Cardiovascular Stent Applications // Journal of Functional Biomaterials. 2018. Vol. 9. № 1. Article number 19. doi: 10.3390/jfb9010019.
- Louzguine-Luzgin D.V., Inoue A. Bulk Metallic Glasses // Handbook of Magnetic Materials. Japan: Elsevier, 2013. Vol. 21. P. 131–171. doi: 10.1016/B978-0-444-59593-5.00003-9.
- Axinte E. Metallic glasses from “alchemy” to pure science: Present and future of design, processing and applications of glassy metals // Materials and Design. 2012. Vol. 35. P. 518–556. doi: 10.1016/j.matdes.2011.09.028.
- Joo S.-H., Pi D.-H., Setyawan A.D.H., Kato H., Janecek M., Kim Y.C., Lee S., Kim H.S. Work-Hardening Induced Tensile Ductility of Bulk Metallic Glasses via High-Pressure Torsion // Scientific Reports. 2015. Vol. 5. № 1. Article number 9660. doi: 10.1038/srep09660.
- Ren Z.Q., Churakova A.A., Wang X., Goel S., Liu S.N., You Z.S., Liu Y., Lan S., Gunderov D.V., Wang J.T., Valiev R.Z. Enhanced tensile strength and ductility of bulk metallic glasses Zr52.5Cu17.9Al10Ni14.6Ti5 via high-pressure torsion // Materials Science and Engineering A. 2021. Vol. 803. Article number 140485. doi: 10.1016/j.msea.2020.140485.
- Révész Á., Kovács Z. Severe Plastic Deformation of Amorphous Alloys // Materials Transactions. 2019. Vol. 60. № 7. P. 1283–1293. doi: 10.2320/matertrans.MF201917.
- Valiev R.Z., Islamgaliev R.K., Alexandrov I.V. Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation // Progress in Materials Science. 2000. Vol. 45. № 2. P. 103–189. doi: 10.1016/S0079-6425(99)00007-9.
- Valiev R.Z., Zehetbauer V.J., Estrin Y., Hoppel H.W., Ivanisenko Y., Hahm H., Wilde G., Roven H.J., Sauvage X., Langdon T.G. The innovation potential of bulk nanostructured materials // Advanced Engineering Materials. 2007. Vol. 9. № 7. P. 527–533. doi: 10.1002/adem.200700078.
- Edalati K., Horita Z. A review on high-pressure torsion (HPT) from 1935 to 1988 // Materials Science and Engineering A. 2016. Vol. 652. P. 325–352. doi: 10.1016/j.msea.2015.11.074.
- Wang X.D., Cao Q.P., Jiang J.Z., Franz H., Schroers J., Valiev R.Z., Ivanisenko Y., Gleiter H., Fecht H.-J. Atomic-level structural modifications induced by severe plastic shear deformation in bulk metallic glasses // Scripta Materialia. 2011. Vol. 64. № 1. P. 81–84. doi: 10.1016/j.scriptamat.2010.09.015.
- Glezer A.M., Sundeev R.V., Shalimova A.V. The cyclic character of phase transformations of the crystal ⇔ amorphous state type during severe plastic deformation of the Ti50Ni25Cu25 alloy // Doklady Physics. 2011. Vol. 56. № 9. P. 476–478. doi: 10.1134/S1028335811090035.
- Edalati K., Bachmaier A., Beloshenko V.A., Beygelzimer Y., Blank V.D., Botta W.J., Bryla K., Cizek J., Divinski S., Enikeev N.A., Estrin Y., Faraji G. Nanomaterials by severe plastic deformation: review of historical developments and recent advances // Materials Research Letters. 2022. Vol. 10. № 4. P. 163–256. doi: 10.1080/21663831.2022.2029779.
- Hóbor S., Kovács Z., Révész Á. Macroscopic thermoplastic model applied to the high pressure torsion of metallic glasses // Journal of Applied Physics. 2009. Vol. 106. № 2. Article number 023531. doi: 10.1063/1.3176950.
- Henits P., Révész Á., Kovács Z. Free volume simulation for severe plastic deformation of metallic glasses // Mechanics of Materials. 2012. Vol. 50. P. 81–87. doi: 10.1016/j.mechmat.2012.03.008.
- Révész A., Schafler E., Kovács Z. Structural anisotropy in a Zr57Ti5Cu20Al10Ni8 bulk metallic glass deformed by high pressure torsion at room temperature // Applied Physics Letters. 2008. Vol. 92. № 1. Article number 011910. doi: 10.1063/1.2830992.
- 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.
- Kosiba K., Şopu D., Scudino S., Zhang L., Bednarcik J., Pauly S. Modulating heterogeneity and plasticity in bulk metallic glasses: Role of interfaces on shear banding // International Journal of Plasticity. 2019. Vol. 119. P. 156–170. doi: 10.1016/j.ijplas.2019.03.007.
- Gunderov D., Astanin V., Churakova A., Sitdikov V., Ubyivovk E., Islamov A., Wang J.T. Influence of High-Pressure Torsion and Accumulative High-Pressure Torsion on Microstructure and Properties of Zr-Based Bulk Metallic Glass Vit105 // Metals. 2020. Vol. 10. № 11. P. 1–14. doi: 10.3390/met10111433.
- Boltynjuk E.V., Gunderov D.V., Ubyivovk E.V., Monclus M.A., Yang L.W., Molina-Aldareguia J.M., Tyurin A.I., Kilmametov A.R., Churakova A.A., Churyumov A.Yu., Valiev R.Z. Enhanced strain rate sensitivity of Zr-based bulk metallic glasses subjected to high pressure torsion // Journal of Alloys and Compounds. 2018. Vol. 747. P. 595–602. doi: 10.1016/j.jallcom.2018.03.018.
- Ebner C., Escher B., Gammer C., Eckert J., Pauly S., Rentenberger C. Structural and mechanical characterization of heterogeneities in a CuZr-based bulk metallic glass processed by high pressure torsion // Acta Materialia. 2018. Vol. 160. P. 147–157. doi: 10.1016/j.actamat.2018.08.032.
- Gunderov D.V., Boltynjuk E.V., Sitdikov V.D., Abrosimova G.E., Churakova A.A., Kilmametov A.R., Valiev R.Z. Free volume measurement of severely deformed Zr62Cu22Al10Fe5Dy1 bulk metallic glass // Journal of Physics: Conference Series. 2018. Vol. 1134. № 1. Article number 012010. doi: 10.1088/1742-6596/1134/1/012010.
- Gunderov D.V., Asfandiyarov R.N., Raab G.I., Churakova A.A., Astanin V.V. Method for slippage evaluation at various stages of high-pressure torsion and its application to Fe-0.1 %C // Letters on Materials. 2021. Vol. 11. № 4. P. 416–421. doi: 10.22226/2410-3535-2021-4-416-421.