Đặc trưng của dòng nhựa trong hai loại thủy tinh kim loại khối dựa trên Zr

Science in China Series E: Technological Sciences - Tập 49 - Trang 414-424 - 2006
Dongmei Xing1,2, Taihua Zhang1, Weihuo Li, Bingchen Wei3
1State Key Laboratory of Nonlinear Mechanics (LNM), Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
2College of Physics and Electronic Information Science, Tianjin Normal University, Tianjin, China
3National Microgravity Laboratory, Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China

Tóm tắt

Hành vi biến dạng nhựa của các thủy tinh kim loại khối (BMGs) Zr65Al10Ni10Cu15 và Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5 được nghiên cứu bằng cách sử dụng phương pháp nanoindentation cảm biến độ sâu, microindentation và nén trục đơn. BMG chứa Be thể hiện sự cải thiện đáng kể về ứng suất nhựa tổng thể so với hợp kim không chứa Be trong các bài kiểm tra nén. Cả hai BMG đều cho thấy mô hình dòng tách răng phụ thuộc vào tốc độ tải trong các phép đo nanoindentation, nhưng hợp kim chứa Be có tốc độ tải tới hạn thấp hơn nhiều so với BMG không chứa Be khi xuất hiện tách răng. Các mẫu của dải cắt phát triển trong quá trình biến dạng nhựa được điều tra bằng kỹ thuật microindentation, trong đó mật độ dải cắt cao hơn nhiều trong hợp kim chứa Be so với hợp kim không chứa Be, cho thấy khả năng hình thành dải cắt dễ dàng hơn trong BMG chứa Be. Sự khác biệt trong hành vi biến dạng nhựa của hai BMG có thể được giải thích bằng mô hình thể tích tự do.

Từ khóa

#thủy tinh kim loại khối #biến dạng nhựa #nanoindentation #nén trục đơn #dải cắt #thể tích tự do

Tài liệu tham khảo

Inoue A. Stabilization of metallic supercooled liquid and bulk amorphous alloys. Acta Mater, 2000, 48: 279–306 Wang W H, Dong C, Shek C H. Bulk metallic glasses. Mater Sci Eng R, 2004, 44: 45–89 Zhang Z F, Eckert J, Schultz L. Difference in compressive and tensile fracture mechanisms of Zr59Cu20Al10Ni8Ti3 bulk metallic glass. Acta Mater, 2003, 51: 1167–1179 Xiao X S, Fang S S, Xia L, et al. Thermal and mechanical properties of Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5 bulk metallic glass. J Alloys Comp, 2003, 351: 324–328 Bian Z, He G, Chen G L. Investigation of shear bands under compressive testing for Zr-base bulk metallic glasses containing nanocrystals. Scripta Mater, 2002, 46: 407–412 Schuh C A, Nieh T G. A nanoindentation study of serrated flow in bulk metallic glasses. Acta Mater, 2003, 51: 87–99 Schuh C A, Argon A S, Nieh TG, et al. The transition from localized to homogeneous plasticity during nanoindentation of an amorphous metal. Philos Mag A, 2003, 83: 2585–2597 Greer A L, Castellero A, Madge S V, et al. Nanoindentation studies of shear banding in fully amorphous and partially devitrified metallic alloys. Mater Sci Eng, 2004, A375–377: 1182–1185 Jiang W H, Atzmon M. Rate dependence of serrated flow in a metallic glass. J Mater Res, 2003, 18: 755–757 Argon A S. Plastic deformation in metallic glasses. Acta Metall, 1979, 27: 47–58 Jeamy H J, Chen H S, Wang T T. Plastic flow and fracture of metallic glass. Metall Trans, 1972, 3: 699–708 Giannakopouls A E, Larsson P L, Vestergaard R. Depth-sensing indentation tests in studying plastic instabilities. Int J Solids Struct, 1994, 31: 2679–2689 Wendelin, Wright J, Hufnagel T C, et al. Free volume coalescence and void formation in shear bands in metallic glass. J Appl Phys, 2003, 93: 1432–1437 Lewandowski J J, Wang W H, Greer A L. Intrinsic plasticity or brittleness of metallic glasses. Philos Mag Lett, 2005, 85: 77–87 Schroers, Johnson W L. Ductile bulk metallic glass. Phys Rev Lett, 2004, 93: 255506–255509 Li W H, Wei B C, Zhang T H, Zhang L C. Mechanical behavior of Zr65Al10Ni10Cu15 and Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5 bulk metallic glasses. Mater Trans, 2005, 12: 2954–2958 Turnbull D, Cohen M H. Free-volume model of the amorphous phase: glass transition. J Chem Phys, 1961, 34: 120–125 Turnbull D, Cohen M H. On the free-volume model of the liquid-glass transition. J Chem Phys, 1970, 52: 3038–3041 Cohen M H, Turnbull D. Molecular transport in liquids and glasses. J Chem Phys, 1959, 31: 1164–1169 Spaepen F. A microscopic mechanism for steady state inhomogeneous flow in metallic glasses. Acta Metall, 1977, 25: 407–415