バルク金属ガラスに特有な弾・塑性変形挙動の観察とそのメカニズムの検討

大块金属玻璃特有的弹塑性变形行为观察及其机理研究

基本信息

批准号：
16039220
负责人：
藤田和孝
金额：
$ 3.46万
依托单位：
Ube National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

Cu基,Ti基,およびNi基バルク金属ガラス(BMG)丸棒を用い,せん断応力下で負荷除荷試験を行い,すでに実施したZr基,Pd基,La基BMGの結果と合わせ擬弾性挙動と横弾性係数(G)およびポアソン比(ν)の関係を検討した.擬弾性は,νが全般に大きなBMGでは,Gが最も小さいLa基(G=12.3GPa)が顕著で,最も大きいCu基(41.3)ではほとんど生じなかった.同時にGおよびνが異なる結晶合金(鋼,純Ti,純Cu,純Al)においても同様な検討を行った.νが大きくGが小さい純Cuと純Alで擬弾性が観察された.コイルスプリングをZr基BMGで作製し,荷重変位関係を調べたが非線形な関係は確認出来なかった.分子動力学法でせん断応力下におけるアモルファスの負荷除荷試験を実施したところ,実験と同様な擬弾性が生じ,その原因は局所的な相変態のためと考えられた(H17年度成果論文1つ目).応力とすべり変形挙動の関係について,旋削時の切屑におけるすべり変形を観察し,最大せん断応力方向に約0.3μmという極めて短い間隔で平行に連続的にすべっていることを見出した.BMGは最大せん断応力のみに支配されてすべり切るため,理想的な流れ形切屑を生成し,結晶合金では得られない極めて良好な表面あらさが得られた(H17年度成果論文2つ目).また,BMGは平滑材の引張試験では塑性変形をほとんど生ぜずに破断するが,疲労き裂を入れた破壊靱性試験では塑性拘束の強い疲労き裂先端付近で多数の長いせん断帯が生じて塑性鈍化し,50MPa√m程度の大きな破壊靱性値を示した(H17年度成果論文3つ目).BMGに特有な斜め疲労き裂進展の再現を確認した.この原因を検討するため,疲労き裂先端前方の硬度分布を購入した微小表面材料評価システムを用いて測定したが,き裂先端近傍領域(〜数μ)において明確な硬度変化は観察されなかった.

使用CU，Ti和Ni基体积金属玻璃（BMG）圆条进行载荷卸载测试，并研究了ZR，PD和LA的BMG的结果，并研究了已经执行的BMG的结果，并研究了假弹性行为与侧弹性模量（G）之间的关系。伪弹性对于具有较大ν的BMG而引人注目，而LA组最小的L la组（G = 12.3GPA），几乎没有发生在最大的CU组（41.3）中。同时，具有不同G和ν的结晶是不同的。对黄金（钢，纯Ti，纯Cu，纯Al）进行了类似的研究。观察到纯Cu和Pure Al的假弹性，并用较大的ν和小的G.线圈弹簧制成了基于ZR的BMG，并研究了负载位移关系，但没有确认非线性关系。当使用分子动力学进行剪切应力下无定形的负载测试时，与实验产生相同的假弹性，并且人们认为原因是由于局部相转化引起的（2005年的第一篇论文）。压力和同时压力。关于变形行为之间的关系，我们观察到旋转过程中芯片的滑动变形，发现它们在最大剪切应力的方向上以极短的时间间隔平行，连续地滑落。由于BMG仅由最大剪切应力和滑动来控制，因此它会产生理想的流动芯片，并且达到了非常好的表面粗糙度，无法用晶体合金获得（2005年的第二篇论文）。此外，在平滑材料的拉伸试验中，BMG造成的塑料变形很小。在带有疲劳裂纹的断裂韧性测试中，许多长剪切带在疲劳裂纹的尖端附近形成，具有强烈的塑料约束，导致塑料钝化，并且较大的断裂韧性值约为50mpa√m（2005年的第三篇论文）。我们证实了BMG典型的倾斜疲劳裂纹生长的繁殖。为了调查原因，我们使用购买的微观材料评估系统测量了疲劳裂纹尖端前部的硬度分布，但是在裂纹尖端附近的区域（〜几μ）附近的区域未观察到明显的硬度变化。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Molecular Dynamics Simulation on Anelasticity under Tensile and Shearing Stresses in Single Component Amorphous Metal

单组分非晶金属拉伸和剪切应力下迟弹性的分子动力学模拟

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Materials Transactions Vol.46,No12
影响因子：
0
作者：
Kazutaka Fujita;Jyunji Ohgi;Vaclav Vitek;Tao Zhang;Akihisa Inoue
通讯作者：
Akihisa Inoue

Cutting characteristics of bulk metallic glass

DOI：
10.2320/matertrans.46.2856
发表时间：
2005-12-01
期刊：
MATERIALS TRANSACTIONS
影响因子：
1.2
作者：
Fujita, K;Morishita, Y;Inoue, A
通讯作者：
Inoue, A

金属ガラスの機械的性質

金属玻璃的机械性能

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
金属 75・1
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

陽電子消滅法によって調べた高張力鋼HT780の繰返し軟化

正电子湮灭法研究高强钢HT780的反复软化

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
鉄と鋼 91・4
影响因子：
0
作者：
Kazutaka Fujita;Nobuyuki Nishiyama;Kenji Amiya;Tao Zhang;Hisamichi Kimura;Akihisa Inoue;藤田和孝;吉田政司
通讯作者：
吉田政司

Fracture Toughness in Zr-Based Bulk Metallic Glass

锆基大块金属玻璃的断裂韧性

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Journal of Metastable & Nanocrystalline Materials Vols.24-25
影响因子：
0
作者：
Kazutaka Fujita;Nobuyuki Nishiyama;Kenji Amiya;Tao Zhang;Hisamichi Kimura;Akihisa Inoue
通讯作者：
Akihisa Inoue