تاثير دما بر مورفولوژي سطح شكست و انعطاف پذيري در شيشه فلز حجمي آلياژ La55Al25Ni5Cu10Co5

The Effect of Temperature on the Fracture Surface Morphology and Ductility of La55Al25Ni5Cu10Co5 BMG

در اين پژوهش، اثر دما بر اندازه متوسط مشخصه هاي سطح شكست و همچنين ارتباط بين مورفولوژي هاي سطح شكست و انعطاف پذيري شيشه فلز حجمي پايه لانتانيوم، كه يك آلياژ به نسبت ترد محسوب مي شود، بررسي شده است. به همين منظور، پس از تهيه آلياژ، نمونه هاي آماده شده در دماهاي مختلف تحت آزمون خمش سه نقطه اي قرار گرفتند و سپس سطوح شكست آنها توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي آناليز شدند. نتايج نشان مي دهد كه عرض ناحيه رشد پايدار ترك (ΔW) با بهبود انعطاف پذيري (δp) افزايش مي يابد. در مقابل، اندازه متوسط مشخصه ها در دو ناحيه رشد پايدار ترك (Ds) و رشد سريع ترك (Df) و همچنين عرض پله برشي (ΔL) با افزايش انعطاف پذيري كاهش مي يابند كه اين حكايت از كاهش ناپايداري نوارهاي برشي و توزيع يكنواخت تر كرنش مومسان روي نوارهاي برشي دارد. يكسان بودن مقياس ΔLو Ds تاكيد مي كند كه تشكيل طرح رگ هاي ناشي از رفتار لغزش چسبنده و چندمرحله اي در داخل نوار برشي از طريق ناپايداري انحناي جريان است. به علاوه، نتايج به دست آمده درخصوص ارتباط انعطاف پذيري و مورفولوژي سطح شكست شيشه فلز در دماهاي مختلف بيانگر كاهش اندازه مشخصه ها با افزايش انعطاف پذيري است.

In this research, the effect of temperature on the mean size of fracture surface features, as well as the relation between fracture surface morphologies and ductility of a La-based BMG as a relatively brittle alloy, was systematically investigated. After producing the alloy, three-point bending experiments, over a wide range of temperatures, were conducted on the samples; then the fracture surfaces were analyzed using scanning electron microscopy. The results demonstrated that the width of stable crack growth region (ΔW) was increased upon ductility (δp). Conversely, the mean size of the features on both stable (Ds) and fast (Df) crack growth regions and also, shear offset width (ΔL) were found to decrease with increasing ductility. In this case, the shear band instability was reduced, and the plastic strain could be more homogeneously distributed on the shear bands. The similarity of ΔL and Ds values suggested that the formation of vein pattern was caused by steak-slip behavior and multiple-step sliding inside the shear band through the fluid meniscus instability mechanism. Furthermore, the results obtained from correlation between ductility and fracture surface morphologies in the BMG indicated that the size of features was reduced with increasing ductility.