Тріщиностійкість і сегрегація в аморфному сплаві Fе$_{73,6}$Si$_{15,8}$B$_{7,2}$Cu$_{1,0}$Nb$_{2,4}$ (FINEMET) при мікроіндентуванні

М. О. Васильєв$^{1}$, І. В. Загорулько$^{1}$, С. М. Волошко$^{2}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна

Отримано: 15.07.2019. Завантажити: PDF

Обґрунтовано ефективність методу мікроіндентування для дослідження ефектів локальної пластичності та тріщиностойкості аморфних стрічок сплаву Fе$_{73,6}$Si$_{15,8}$B$_{7,2}$Cu$_{1,0}$Nb$_{2,4}$ (FINEMET). Метод мікроіндентування, який використовували у даній роботі, полягає у специфічних способах локальної пластичної деформації досліджуваного матеріалу шляхом вдавлювання алмазної піраміди Віккерса при різних навантаженнях. Для мікроіденторного впливу використовували стандартний мікротвердомер ПМТ-3. Мікротвердість вимірювали на вільній стороні швидкоохолоджених стрічок сплаву FINEMET. Вимірювання проводили при навантаженнях у діапазоні 0,196–1,962 Н і витримці протягом 10 с. Було проведено більш детальний аналіз морфології зони відбитків від прикладеного навантаження для тонких аморфних стрічок сплаву Fе$_{73,6}$Si$_{15,8}$B$_{7,2}$Cu$_{1,0}$Nb$_{2,4}$. Процеси локальної деформації за кімнатної температури розглядали з позиції механізму гетерогенної деформації, яка розвивається шляхом зародження та розповсюдження полос зсуву різної морфології. При високому рівні навантажень конкуруючим процесом є формування полос зсувів, який зумовлюється перерозподілом енергії деформування між лусковими зсувами та тріщиноподібними лініями зсувів. Методом локального хімічного аналізу досліджено деформаційно-індуковані сегрегаційні ефекти поблизу відбитків. Рушійними силами такої міграції атомів при деформації можуть бути як градієнти напружень, так і концентраційні градієнти в аморфній стрічці, зумовлені процесом деформаційної нанокристалізації.

Ключові слова: аморфний сплав, мікроіндентування, мікротвердість, крихкість, полоси зсуву, сегрегація.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v41/i09/1217.html

PACS: 61.43.Dq, 62.20.mj, 62.20.mt, 62.20.Qp, 68.35.Dv, 81.40.Np


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. В. В. Немошкаленко, Аморфные металлические сплавы (Киев: Наукова думка: 1987).
  2. В. В. Маслов, В. К. Носенко, Л. Е. Тараненко, А. П. Бровко, Физика металлов и металловедение, 91: 47 (2001).
  3. А. М. Глезер, Б. В. Молотилов, Структура и механические свойства аморфных сплавов (Москва: Металлургия: 1992).
  4. А. М. Глезер, И. Е. Пермякова и др. Механическое поведение аморфных сплавов (Новокузнецк: Издво СибГИУ: 2006).
  5. А. М. Глезер, Б. В. Молотилов, О. Л. Утевская, Докл. АН СССР, 283: 106 (1985).
  6. В. П. Алехин, В. А. Хоник, Структура и физические закономерности деформации аморфных сплавов (Москва: Металлургия: 1992).
  7. Н. В. Новиков, С. Н. Дуб, С. И. Булычов, Заводская лаборатория, 54: 60 (1988). Crossref
  8. A. G. Evans and E. A. Charles, J. American Ceramic Soc., 59: 371 (1976). Crossref
  9. Г. А. Гогоци, А. В. Башта, Проблемы прочности. № 9: 49 (1990).
  10. Ю. И. Головин, Наноиндентирование и его возможности (Москва: Машиностроение: 2009).
  11. C. B. Ponton and R. D. Rawlings, Mater. Sci. Technol., 5: 865 (1989). Crossref
  12. А. М. Глезер, И. Е. Пермякова, В. А. Федоров, Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 2: 13 (2005).
  13. М. Н. Верещагин, В. Г. Шепелевич, О. М. Остриков, С. Н. Щыбранкова, Кристаллография, 47: 691 (2002).
  14. P. Rezaei-Shahreza, A. Seifoddini, and S. Hasani, J. Alloys Compd., 738: 197 (2018). Crossref
  15. H. R. Lashgari, Z. Chen, X. Z. Liao, and D. Chu, Mater. Sci. Eng. A, 626: 480 (2015). Crossref
  16. Ю. Н. Иващенко, Ю. В. Мильман, С. В. Пан и др., Металлофизика, 7: 1107 (1989).
  17. В. Я. Баянкин, В. Ю. Васильев, А. Х. Кадикова и др., Известия АН СССР. Серия физическая, 50: 1700 (1986).
  18. С. Д. Герцрикен, И. Я. Дехтярь, Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе (Москва: Гос. изд. физ.-мат. лит.: 1960).
  19. И. Б. Волкова, М. А. Баранов, В. Я. Баянкин, Материаловедение, № 6: 2 (1998).
  20. Я. Е. Гегузин, М. А. Кривоглаз, Движение макроскопических включений в твердых телах (Москва: Металлургия: 1971).
  21. A. S. Bakai, Topics in Applied Physics, 72: 209 (1994).
  22. A. K. Panda, M. Manimaran, A. Mitra, and S. Basu, Appl. Sur. Sci., 235: 475 (2004).
  23. Л. Г. Коршунов, Н. Л. Черненко, Физика металлов и металловедение, 106: 635 (2008). Crossref
  24. W. H. Jiang and M. Atzmon, Acta Mater., 51: 4095 (2003). Crossref
  25. А. М. Глезер, И. Е. Пермяков, С. Е. Манаенков, Докл. РАН, 418: 181 (2008).
  26. W. H. Jiang, F. E. Pinkerton, and M. J. Atzmon, J. Appl. Phys., 93: 9287 (2003). Crossref
  27. В. П. Набережных, О. Н. Белошов, Б. И. Селяков, В. М. Юрченко, Металлофизика, 14: 9 (1992).
  28. Т. И. Братусь, М. А. Васильев, В. Т. Черепин, Металлофизика, 5: 71 (1983).