Автореферат (1149733), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Такимобразом, ИПДК приводит к уменьшению размеров ЗСТ, также понижаетсязначение барьера потенциальной энергии активации ЗСТ, определяемое поформуле 0 ( ) = 4 2 . Понижение значения барьера потенциальнойэнергии активации наряду с уменьшением размеров ЗСТ после ИПДК облегчаетформирование и распространение множественных полос сдвига принаноиндентировании ОМС, подвергнутого ИПДК. Таким образом, происходитсмена характера деформирования от неоднородного к более однородному. Этоподтверждается отсутствием зубчатого течения на кривой наноиндентирования, иотсутствием, согласно СЭМ исследованиям, полос сдвига вблизи отпечатковиндент ора для ИПДК состояний.Таблица 2. Значения скоростной чувствительности (m) и размеров ЗСТ дляисходного Zr62Cu22Al10Fe5Dy1 ОМС и состояний после ИПДК.МатериалmИсходное ОМСИПДК при 20°CИПДК при 150°C0.0140.0360.020РазмерЗСТ, нм34.221.792.77В главе 5, состоящей из трёх разделов и выводов, изложены результатымеханических испытаний на растяжение и предлагаемого наноструктурногодизайна аморфных сплавов для повышения их механических свойств.
В разделе5.1 представлены данные механических испытаний на растяжение исходногоZr62Cu22Al10Fe5Dy1 ОМС и состояний после ИПДК (Рисунок 5). Напряжениеразрушения составляет 1410, 250 и 1240 МПа для исходного состояния, и послеИПДК при 20 и 150ºС, соответственно.Образцы ОМС во всех состояниях при растяжении разрушились хрупко.Хотя при испытаниях на растяжение повышения пластичности в результатеИПДК обнаружено не было, фрактографический анализ, описанный в разделе 5.2,позволил установить изменения в характере поверхностей разрушения. На13поверхности разрушения исходного Zr62Cu22Al10Fe5Dy1 ОМС наблюдается излом,близкий к ямочному с крупными глубокими гребнями отрыва (Рисунок 6а).Среднее расстояние между такими гребнями отрыва составляет около 5 мкм.Область между гребнями отрыва преимущественно не имеет заметного рельефа,скругленная, в форме чаши.
Еще одной характерной особенностью поверхностиразрушения исходного ОМС после растяжения является то, что на снимках СЭМнаблюдаются капли в вершинах гребней отрыва, которые сформировались впроцессе локального нагрева и оплавления при растяжении. Несколько инаякартина разрушения наблюдается для состояния Zr62Cu22Al10Fe5Dy1 ОМС,подвергнутого ИПДК при температуре 20ºС (Рисунок 6б).Расстояние между гребнями отрыва вσ, МПаобразце,подвергнутомИПДКприИПДК 150ºСтемпературе 20ºС, составляет около 10 мкм.Исходное ОМСДругое характерное отличие поверхностиразрушения состояния Zr62Cu22Al10Fe5Dy1ОМС,подвергнутогоИПДКпритемпературе 20ºС, в том, что области междуИПДК 20ºСкрупнымигребнямиотрываимеютвнутренний рельеф, т.е. области междуɛ, %гребнямиотрывадополнительноРисунок 5.Диаграммы растяжения фрагментируются вторичными гребнямиобразцов Zr62Cu22Al10Fe5Dy1 ОМС в отрыва.
Капли, которые сформировались висходном состоянии и после ИПДК привершинах гребней отрыва в процессетемпературе 20 и 150°C.локальногонагреванаповерхностиразрушения образца Zr62Cu22Al10Fe5Dy1 ОМС, подвергнутого ИПДК притемпературе 20ºС, стали более дисперсными. Можно предположить, что этосвидетельствует о распределении локальной пластической деформации в областиразрушения. Вид излома образцов ОМС, подвергнутого ИПДК температуре150°C, отличается от вида изломов образцов ОМС, после ИПДК при температуре20ºС. Для образцов ОМС ИПДК 150°C можно выделить две характерные зоныразрушения.
В первой области наблюдается венозный узор с крупными гребнямиотрыва. Расстояние между гребнями отрыва составило от 10 до 15 мкм. Вцентральной части излома наблюдаются скорее ямочный излом. Так женаблюдаются характерные ямки правильной округлой формы (Рисунок 6в).В разделе 5.3 описан предлагаемый наноструктурный дизайн аморфныхсплавов для повышения их механических свойств. Типичные значения пониженияплотности аморфны сплавов после предварительного деформирования методамипрокатки, осадки составляют десятые доли процента. ИПДК же, как показалинаши результаты, а также результаты зарубежных авторов [Xu Y.
et al.Mater.Sci.Eng.A 2015], приводит к понижению плотности на несколько процентов.Это связано с формированием в аморфном сплаве повышенного свободногообъема и полос сдвига. В Zr62Cu22Al10Fe5Dy1 ОМС, подвергнутом ИПДК при 20 и150°С, расстояние между полосами сдвига составило 20-50 нм. Такая высокая14(а)(в)(б)20 мкм20 мкм20 мкмРисунок 6. СЭМ снимки поверхности излома образца после растяжения: (а) исходного ОМСZr62Cu22Al10Fe5Dy1, (б) ОМС Zr62Cu22Al10Fe5Dy1, подвергнутого ИПДК при температуре 20ºС,(в) ОМС Zr62Cu22Al10Fe5Dy1, подвергнутого ИПДК при температуре 150ºС.плотность полос сдвига и повышенный свободный объем приближает аморфныесплавы, подвергнутые ИПДК, к структурному состоянию наностекло.
Какговорилось ранее, наностёкла представляют собой класс некристаллическихсплавов, в которых наноразмерные аморфные кластеры разделены границамиповышенного свободного объёма. Плотность наностёкол на 10% ниже плотностиаморфных сплавов того же химического состава. Для наностёкол уже наблюдалипластичность при растяжении на микрообразцах. Возможно, что путём подборапараметром ИПДК (пониженные температуры обработки, увеличенные степеньдеформации и давление), удастся получить аморфные структуры,приближающиеся по своим характеристикам пластичности к наностеклам.ВЫВОДЫПо результатам работы можно сделать следующие выводы:1. ИПДК приводит к формированию высокой плотности полос сдвига в объёмномметаллическом стекле Zr62Cu22Al10Fe5Dy1.2.
Согласно прямым измерениям плотности, ИПДК при комнатной температуре итемпературе 150°C приводит к понижению плотности на 2.15 и 1%,соответственно, в сравнении с исходным состоянием, что свидетельствует обувеличении свободного объёма в ОМС.3. Смещение положения аморфных гало рентгенограмм состояний ИПДК прикомнатной температуре и температуре 150°C, увеличение значений уширений,понижение значений упругого модуля по данным наноиндентирования такжесвидетельствует об увеличении свободного объёма в Zr62Cu22Al10Fe5Dy1 ОМС.Изменение величины свободного объёма, определённое по смещению положенияпервого аморфного гало, составляет порядка 2.13%, что согласуется с прямымиизмерениями плотности.4.
ИПДК приводит к изменению характера кривой деформирования, полученнойметодом наноиндентирования – отсутствуют видимые в исходном состояниискачки напряжения-деформации, что свидетельствует о смене характерадеформирования: с локализованного на более однородное деформирование.155. ИПДК при температурах 20 и 150°C приводит к росту значений скоростнойчувствительности в 2.5 и 1.4 раза, соответственно, в сравнении со значением дляисходного Zr62Cu22Al10Fe5Dy1 ОМС.6. Расчёты на основе модели совместного сдвига с использованием полученныхзначений скоростной чувствительности показывают, ИПДК при температурах 20и 150°C приводит к понижению размеров ЗСТ от 4.2 нм3 в исходном состоянии до1.8 и 2.8 нм3, соответственно.
Понижение размеров ЗСТ наряду с понижениемзначений барьера потенциальной энергии активации также свидетельствует осмене характера деформирования на более однородное.7. ИПДК Zr62Cu22Al10Fe5Dy1 ОМС приводит к изменению вида поверхностейразрушения образцов при последующих механических испытаниях нарастяжение. Наблюдаемое изменение говорит об изменении характерадеформирования, об увеличении микропластичности в зоне разрушения прирастяжении в образцах, подвергнутых предварительному ИПДК.8. Полученные результаты указывают на перспективность работ по повышениювязкости аморфных сплавов путём применения метода ИПД, но требуютсядальнейшие исследования влияния режимов ИПД-обработки и подбора исходногосостояния аморфных сплавов на модификацию их структуры и свойств.СПИСОК РАБОТ, ОПУЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИСписок публикаций в журналах из перечня ВАК и в рецензируемыхизданиях, входящих в международные базы цитирования Scopus и Web ofScience:1.
Gunderov D., Slesarenko V., Lukyanov A., Churakova A., Boltynjuk E., Pushin V.,Ubyivovk E., Shelyakov A., Valiev R. Stability of an Amorphous TiCuNi AlloySubjected to High-Pressure Torsion at Different temperatures // Advanced EngineeringMaterials, 2015. Vol. 17. №. 12. P. 1728-1732.2. Boltynjuk E.V., Gunderov D.V., Ubyivovk E.V., Lukianov A.V., Kshumanev A.M.,Bednarz A., Valiev R.Z. The structural properties of Zr-based bulk metallic glassessubjected to high pressure torsion at different temperatures // AIP ConferenceProceedings, 2016.
Vol. 1748.3. Gunderov D.V., Boltynuk E.V., Ubyivovk E.V., Churakova A.A., Lukyanov A.V.,Raab A.G., Khasanova D.A., Churyumov, A.Y. Tensile fracture behavior of a Zr-basedbulk metallic glass subjected to HPT // Letters on Materials, 2016. Vol. 6. №. 4. P. 322326.4. Korolev A.V., Kourov N.I., Pushin V.G., Gunderov D.V., Boltynjuk E.V., UbyivovkE.V., Valiev R.Z.
Paramagnetic susceptibility of the Zr62Cu22Al10Fe5Dy1 metallicglass subjected to high-pressure torsion deformation // Journal of Magnetism andMagnetic Materials, 2017. Vol. 437. P. 67-71.5. Ubyivovk E.V., Boltynjuk E.V., Gunderov D.V., Churakova A.A., Kilmametov A.R.,Valiev R.Z. HPT-induced shear banding and nanoclustering in a TiNiCu amorphousalloy // Materials Letters, 2017. Vol. 209.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
