PRODUCTION OF HIGH FRACTURE TOUGHNESS AND HIGH FATIGUE STRENGTH BULK METALLIC GLASSES AND EXAMINATION OF THE MECHANISM

高断裂韧性和高疲劳强度大块金属玻璃的制备及机理检验

基本信息

  • 批准号:
    14350063
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.96万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Single phase (SF) bulk glassy alloys (BGAs) and nanocrystalline (NC) EGAs of some Zr-, Cu- and Pd-based systems have been synthesized by some fabrication methods. Where, the NC BGA is the glassy alloy which contain nano-scale crystalline particles embedded homogeneously in glassy matrix. Then fatigue strength and fracture toughness in these BGAs were examined.The ratio of fatigue limit (σ_w ; half a full stress amplitude) under stress ratio of 0.1 to tensile strength (σ_B) of the Zr-based NC BGA showed a value of 15% (σ_B=1.7 GPa), and it was approximately three times larger compared with the ratio of the SF BGA of the same composition. The ratio of σ_w to σ_B of the Cu-based BGA exhibited a very large value of 24% (σ_B=2.0 GPa). These σ_w s show the enough values for applications. It is thought that the drastic rise in the σ_w of these NC BGAs is derived from the prevention of slip initiation and propagation by the NC particles.A Zr-based BGA with a high degree of amorphousness exhibited a fracture touness value (Kic) of 53 MPa・m^<1/2>. It was clarified that the Zr-based BGA has a sufficient Kic for practical uses. The Kic s of a Zr-based NC BGA and considerably crystallized Zr-based BGA were small even in the maximum value with 40 and 11 MPa・m^<1/2>, respectively. This is thought to be due to the embrittlement by the crystallization.The Pd-based SF BGA could not have fatigue cracks, and the value of notched fracture toughness exhibit 36 MPa・m^<1/2> and cracks propagated in three or more directions at the same time. An estimated K/c showed a small value of 12 MPa・m^<1/2>.
一些Zr、Cu和Pd基体系的单相(SF)块状非晶合金(BGA)和纳米晶(NC)EGA已经通过一些制造方法合成,其中NC BGA是含有纳米-的非晶合金。鳞片晶粒均匀地嵌入玻璃基体中,然后检查了这些 BGA 的疲劳强度和断裂韧性。在应力比为Zr基NC BGA的0.1与抗拉强度(σ_B)的值为15%(σ_B=1.7 GPa),与相同成分的SF BGA相比,该值大约大三倍。 Cu 基 BGA 的 σ_w 表现出非常大的值 24% (σ_B=2.0 GPa)。人们认为,这些 NC BGA 的 σ_w 急剧上升是由于 NC 颗粒阻止了滑移引发和传播。具有高度非晶性的 Zr 基 BGA 的断裂弹性值 (Kic) 为 53 MPa·m^<1/2> 可知Zr系BGA具有足够实用的Kic,与Zr系NC BGA的Kic s相当。结晶化的Zr基BGA即使在最大值时也很小,分别为40和11MPa·m^<1/2>,这被认为是由于结晶导致的脆化。Pd基SF BGA不能具有。疲劳裂纹,缺口断裂韧性值为36MPa·m^<1/2>,裂纹同时向3个以上方向扩展,推定K/c显示较小。值为12MPa·m^<1/2>。

项目成果

期刊论文数量(34)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
藤田和孝: "Zr基バルク金属ガラスの疲労寿命特性に及ぼすナノ結晶分散効果"日本金属学会誌. 67・2. 79-84 (2003)
Kazutaka Fujita:“纳米晶体分散对Zr基大块金属玻璃疲劳寿命特性的影响”日本金属学会杂志67・2(2003年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Anelastic Behavior under Tensile and Shearing Stresses in Bulk Metallic Glasses
  • DOI:
    10.2320/matertrans.43.1957
  • 发表时间:
    2002-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    K. Fujita;A. Inoue;Tao Zhang;N. Nishiyama
  • 通讯作者:
    K. Fujita;A. Inoue;Tao Zhang;N. Nishiyama
Zr基バルク金属ガラスの疲労寿命特性に及ぼすナノ結晶分散効果
纳米晶色散对Zr基大块金属玻璃疲劳寿命特性的影响
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薄非晶合金和大块非晶合金疲劳寿命性能的总体趋势
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kazutaka Fujita;Nobuyuki Nishiyama;Kenji Amiya;Tao Zhang;Hisamichi Kimura;Akihisa Inoue;藤田 和孝
  • 通讯作者:
    藤田 和孝
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    $ 8.96万
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