Тема: Твёрдость циркониевых стекол, полученных методом интенсивной пластической деформации кручением

В последние годы наноструктурирование стало одним из наиболее актуальных направлений в материаловедении. Наноструктурирование различных материалов позволяет получить повышенные и уникальные свойства, привлекательные для различных функциональных применений. Существует два подхода к получению наноструктурных материалов: подход «снизу вверх» и «сверху вниз». Первый подход заключается в формировании структур из отдельных атомов или компактировании наноразмерных порошков. Суть второго подхода, подхода «сверху вниз»-это измельчение зёрен методами интенсивной пластической деформации (ИПД) или взрывной обработки. За последние пару десятилетий методы ИПД получили широкое распространение, поскольку они открывают новые возможности для создания различных технологий по изготовлению наноструктурных металлов и сплавов для различных уникальных применений. Методы ИПД позволяют получать новые и необычные свойства для широкого ряда металлов и сплавов. К таким свойствам относятся как высокая прочность и пластичность, рекордная усталостная прочность, так и мультифункциональное поведение, когда материал обладает повышенными функциональными (электрическими, магнитными и др.) и механическими свойствами. Одним из методов ИПД является интенсивная пластическая деформация кручением (ИПДК). Обрабатываемый образец помещается между двух наковален Бриджмена и подвергается одновременному сжатию и кручению. Как указано выше, подобная обработка приводит к модификации структуры и свойств обрабатываемого материала.
Аморфные металлические сплавы представляют класс материалов, не обладающих кристаллической структурой. Данные материалы обладают повышенной прочностью, упругим удлинением, коррозийной стойкостью по сравнению с кристаллическими аналогами того же химического состава. Однако широкое практическое применение аморфных сплавов ограничено их хрупкостью. При комнатной температуре аморфные сплавы почти не показывают пластичности на растяжение, деформирование осуществляется формированием высоко локализованных полос сдвига. Формирование первых же полос сдвига приводит к хрупкому разрушению. В связи с этим в последние несколько лет активно изучается влияние предварительного пластического деформирования на структуру и механические свойства аморфных сплавов. В частности, было показано, что многоцикловая прокатка (МП) может приводить к повышению пластичности аморфных материалов за счёт формирования высокой плотности полос сдвига. Аналогичным образом, ИПДК представляет большой интерес как метод обработки аморфных материалов с целью модификации структуры и, соответственно, свойств за счёт большой степени деформаций, вводимых в материал без его разрушения. Предполагается создать в деформируемом материале структуру, состоящую из аморфных кластеров нанометровых размеров, разделённых полосами сдвига - границами с повышенным свободным объёмом, тем самым улучшив свойства исходных аморфных сплавов.
Исходя из вышесказанного, исследование влияния ИПДК на модификацию структуры и свойств аморфных сплавов имеет большой теоретический и практический интерес. Для решения этого фундаментального вопроса необходимо провести комплексные исследования. Как будет описано в главе «Обзор литературы», измерение микротвердости является зарекомендовавшим себя методом аттестации как однородности структуры, так и изменения механических свойств материала после кручения. Основное внимание в данной работе уделено измерению микротвердости аморфного Zr62Cu22Ali0FesDyi, подвергнутого ИПДК при различных температурах.

Купить

В данной работе было исследовано влияние интенсивной пластической деформации кручением на структуру и свойства Zr62Cu22AlioFesDyi объёмного металлического стекла. Было показано, что:
• ИПДК при комнатной и повышенной температурах приводит к формированию однородной по радиусу и толщине структуры.
• Кручение при комнатной температуре приводит к понижению твёрдости. Уменьшение значений твердости связано с повышением свободного объёма образца при ИПДК обработке.
• После ИПДК при 150°С твёрдость Zr62Cu22Al10Fe5Dy1 не изменилась. При кручении при повышенных температурах реализуются два взаимно обратных процесса-уменьшение свободного объёма ОМС вследствие температурной обработки и повышение свободного объёма за счёт интенсивной пластической деформации.

Купить