CC BY
20
УДК 541.128; 541.183
МИКРОМЕХАНИЗМЫ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ ПРИ ИНДЕНТИРОВАНИИ
© Э.А. Бойцов, В.И. Иволгин, В.В. Коренков, А.И. Тюрин
Boitsov E.A., Ivolgin V.I., Korenkov V.V., Tiurin A.I. Micro-mechanisms of amorphic Co,Fe85.;,B15 metal alloys plastic deformation under indentation.
Широко возросший интерес к новому классу материалов с неупорядоченным расположением атомов в пространстве - аморфным металлическим сплавам (АМС) - во многом объясняется рядом присущих им специфических свойств, в особенности механических, играющих значительную роль в сфере практического применения. Однако остается открытым вопрос, каковы свойства и механизмы деформирования АМС в условиях высокоскоростного локального нагружения, которое часто реализуется на практике, например, при ударном микроконтактном взаимодействии, микроабра-зивном износе, механической шлифовке, полировке и т. д. Информация о спектре и динамике образующихся структурных дефектов и реальных механизмах деформации, протекающей в этих условиях, очень ограничена.
Целью данной работы являлось определение динамических характеристик процесса индентирования, а также получение информации о спектре образующихся структурных дефектов и микромеханизмах массопере-носа в зоне деформации под индентором.
В работе представлены результаты анализа динамики и микромеханизмов массопереноса под инденто-ром в ряде аморфных металлических сплавов:
COl5Fe7oBl5, COl7Fe68Bl5, COl9Fe66Bl5, C025Fe6oBl5,
Co30Fe55B15, Co40Fe45B15, ^^є^^, полученные новым методом динамического индентирования на специально разработанной аппаратуре, обеспечивающей одновременно высокое временное (200 мс) и пространственное (20 нм) разрешение.
Реальная кинетика погружения индентора позволяет определить мгновенные значения его скорости, силы сопротивления материала проникновению индентора, динамическую микротвердость. Перестроением кине-
тических кривых погружения индентора в полулогарифмических координатах обнаружено три участка, которые можно отождествить с отдельными стадиями в процессе формирования отпечатка. Наличие трех легко дифференцируемых стадий в кинетике означает отсутствие автомодельности процесса формирования отпечатка и последовательную смену доминирующих механизмов деформации.
Начиная со второй стадии погружения, когда с уменьшением среднего контактного напряжения в зоне пластической деформации и величины Н¿Г) происходит уменьшение, процесс погружения индентора может быть проанализирован в рамках термоактивационной теории. На этой стадии активационный объем у для всех исследовавшихся образцов был близок по величине к значениям порядка 10-30 м3, что свидетельствует в пользу моноатомных механизмов массопереноса на данной стадии. На третьей стадии у возрастает до значений порядка (6 + 9)-10-30 м3. Это означает переход к скоррелированному движению малоатомных кластеров в процессе пластической деформации.
Установлено, что величина активационного объема и особенно ее изменения в процессе перехода от второй стадии погружения к третьей оказываются гораздо более чувствительными к процентному содержанию кобальта в сплаве, чем предел текучести и статическая микротвердость материала, что, по-видимому, отражает изменения в размерах и морфологии атомных кластеров, характерных для данного состава.
Поступила в редакцию 1 декабря 2000 г.
