Preview

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

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-2-67-74

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 авторе

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

аспирант кафедры физического материаловедения



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.


Для цитирования:


Хрипливец И.А. Влияние прокатки и кручения под высоким давлением в камере Бриджмена на количественные характеристики полос сдвига в аморфном сплаве на основе Zr. Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2021;(2):67-74. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-2-67-74

For citation:


Khriplivets I.A. The influence of rolling and high-pressure torsion in the Bridgman chamber on the quantitative characteristics of shear bands in an amorphous Zr-based alloy. Science Vector of Togliatti State University. 2021;(2):67-74. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-2-67-74

Просмотров: 27


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-5073 (Print)
ISSN 2712-8458 (Online)