مورفولوژي سطح شكست و ارتباط آن با چقرمگي/انعطاف پذيري در شيشه فلز حجمي آلياژ Zr46(Cu4.5/5.5Ag1/5.5)46Al8

هدف از اين پژوهش بررسي رفتار شكست و پديده‌ي تبديل نرمي به تردي در يك شيشه‌فلز حجمي آلياژ پايه‌ي زيركونيم است. همچنين بهطور خاص ارتباط بين مورفولوژي‌هاي سطح شكست و چقرمگي و انعطاف‌پذيري بررسي شده است. به همين منظور با استفاده از فرآيند ذوب قوسي و ريخته‌گري مكشي در خلأ، آلياژ آمورف توليد و در نرخ mm/min 0.2 و دماهاي 77 و 298 كلوين تحت آزمون خمش سهنقطه‌اي قرار گرفت. سطوح شكست به كمك SEM مورد مطالعه و ارزيابي قرار گرفتند و با استفاده از مدل ناپايداري انحناي جريان، ضمن تعيين چقرمگي آلياژ مورد مطالعه از طريق محاسبه‌ي اندازه‌ي مورفولوژي سطح شكست، ساز و كار شكست ترد و نرم بررسي شد. در ادامه، شرايط و دلايل تشكيل مورفولوژي‌هاي مختلف در اين دو حالت به‌صورت كمّي تعيين گرديد. نتايج نشان مي‌دهد كه آلياژ پايه‌ي زيركونيم علي‌رغم نرم بودن در دماي اتاق، در دماهاي بسيار پايين (77 كلوين) به‌شدت ترد و بيان‌گر رفتار تبديل نرمي به تردي است. تحت اين شرايط ميزان متوسط چقرمگي شكست از حدود MPa.m2.1 16 در دماي اتاق به حدود MPa.m2.1 3.5 در دماي 77 كلوين كاهش يافت. همچنين با كمك مدل ناپايداري انحناي جريان و اطلاعات سطح شكست، طول موج اعوجاج بحراني (λc) براي اين آلياژ nm 127 محاسبه شد. درصورتي كه طول موج اعوجاج اوليه (λI) كمتر از اين مقدار بحراني باشد، مشخصه‌ي سطح شكست به صورت نانو شيارهاي موازي و متناوب خواهد بود. در صورتي كه λI بزرگتر از مقدار بحراني باشد شرايط براي تشكيل طرح ديمپل و طرح رگه‌اي فراهم خواهد شد.