Кинетика образования полос сдвига на поверхности ленточных металлических стекол при микроиндентировании Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 539.3

КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛОС СДВИГА НА ПОВЕРХНОСТИ ЛЕНТОЧНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТЕКОЛ ПРИ МИКРОИНДЕНТИРОВАНИИ

© А.В. Яковлев1*, Т.Н. Плужникова1*, Ю.В. Черемисина1*, В.А. Федоров1*, И.В. Васильева2*

^ Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина, г. Тамбов, Россия, e-mail: feodorov@tsu.tmb.ru 2) Государственный университет Нью-Мексико, Альбукерке, Нью-Мексико 87131-0001, США

Ключевые слова: металлическое стекло; аморфный сплав; микроиндентирование; рельеф; кинетика; полосы сдвига.

Исследован процесс формирования рельефа поверхности аморфных металлических сплавов под действием микро-индентирования.

Вопросы эволюции структуры металлических стекол (МС) относятся к ряду наиболее значимых проблем физики сильно неупорядоченных систем [1]. Главная трудность заключается в способе описания структуры аморфного состояния. В совокупности с малой эффективностью методов, основанных на взаимодействии твердого тела с электромагнитным излучением различных длин волн (нейтроны, рентгеновские лучи, электроны), здесь отсутствуют привычные кристаллографические термины и понятия. Перспективным является расширение арсенала методов исследования механических свойств МС. В работе исследована кинетика формирования рельефа на поверхности МС при микроин-дентировании. Исследования проводили на ленточном МС на основе Со системы Со-Ре-Мп-8і-В-№ с содержанием кобальта 80 %, полученном методом спиннин-гования. Толщина лент 20 мкм. Объектами исследования служили образцы размером 3,5x90 мм. Индентиро-вание МС проводили на микротвердомере ПМТ-3 со сто-

роны бесконтактной поверхности ленты. В результате воздействия механической нагрузки на поверхность ленточных МС образуются зоны деформирования. Причем деформация наблюдается не только в области воздействия индентора, но и на противоположной стороне поверхности образца (рис. 1).

Рис. 1. Схема наблюдения полос деформации: 1 - индентор; 2 - микроскоп; 3 - образец; 4 - фотокамера

0,233 с

0,367 с

0,4 с

Рис. 2. Видеосъемка образования полос сдвига 1108

а)

б)

Рис. 3. Кинетика формирования рельефа при микроиндентировании: а) кинетика изменения длины полосы, б) кинетика изменения количества полос

В ходе экспериментов было установлено, что рельеф формируется не мгновенно, а через некоторый промежуток времени. Была проведена видеосъемка, иллюстрирующая это, некоторые кадры которой приведены на рис. 2.

Кинетку образования полос сдвига можно проследить по рис. 3. Кинетика изменения длины полосы (рис. 3, а) аппроксимируется экспоненциальной функцией (с большим коэффициентом корреляции ~ 1) вида:

y = Aexp( Xt) + У0 ■

где коэффициенты А, I и у0 определяются из эксперимента. Средняя скорость роста полосы сдвига равна ~0,2 мм/с, падая со временем. Кинетика роста количества полос аппроксимируется линейной функцией (рис. 3, б). Средняя скорость роста ~50 полос/с.

Таким образом, установлено, что полосы сдвига, формируемые при микроиндентировании на поверх-

ности МС, образуются не мгновенно, а через некоторый промежуток времени.

ЛИТЕРАТУРА

1. Глезер А.М., Пермякова И..Е., Громов В.Е., Коваленко В.В. Механическое поведение аморфных сплавов. Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2006. 416 с.

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант №09-01-97514 р_центр_а).

Поступила в редакцию 15 апреля 2010 г.

Yakovlev A.V., Pluzhnikova T.N., Cheremisina Yu.V. Fedorov V.A., Vasilyeva I.V. Kinetics formations of strips shift on a surface of tape metallic glasses at microindentation

The process of formation of relief of surface of amorphous metal alloys under action microindentation is investigated.

Key words: metallic glass; amorphous alloy; microindentation; relief; kinetics; band shift.