CC BY
36
При постоянной скорости деформации по мере приближения к температуре Топт пластичность возрастает сначала плавно, а затем резко и достигает максимума при Т = Топт. При Т > Топт, пластичность материала резко падает. Зависимость 5 при постоянной температуре от скорости деформация также немонотонна. При оптимальной скорости деформации єопт материал обладает наивысшей пластичностью. Повышение скорости выше єопт приводит к понижению пластичности. Предел текучести при постоянной є по мере приближения к Топт уменьшается, достигает минимума при Т = Топт, а затем увеличивается. С ростом скорости деформации при постоянной температуре предел текучести возрастает немонотонно: вблизи єопт наблюдается сильная зависимость а-(є). Топт и єопт для сплава 71КНСР соответственно равны 836 К и 1,7-10-2 с-1.
Результаты исследования АММ 71КНСР методом дифференциального термического анализа (ДТА) представлены на рис. 1в. Термограмма ДТА этого сплава получена для скорости нагрева 50 К/мин., имеет хорошо выраженный эндотермический пик и мощный кристаллизационный экзотермический пик. Наличие эндотермического пика свидетельствует о том, что началу процесса кристаллизации этого сплава предшествует процесс стеклования, имеющий место в интервале 800842 К. Сопоставление данных, приведенных на рис. 1, приводит к выводу о том, что резкое увеличение пластичности наблюдается в интервале стеклования, а максимумы зависимостей 5(Т) (минимумы а(Т)) приходятся на Т ~ 0,98Тк. При Т > Тк происходит резкое снижение пластичности, обусловленное интенсивно протекающими процессами кристаллизации. Последнее согласуется с данными работы [4], авторы которой наблюдали быстрое снижение скорости ползучести при кристаллизации АММ.
По результатам исследований установлено, что если кристаллизация аморфного сплава не начинается
раньше достижения фазы стеклования (размягчения), которая фиксируется ДТА или дилатометрическим измерением, то в температурной области вблизи этой фазы материал проявляет сверхпластическое поведение. В любом случае кристаллизация является лимитирующим пластичность фактором, что подтверждается на примере аморфного сплава 71КНСР, начало интенсивной кристаллизации вызывает сильное деформационное упрочнение и разрушение материала.
ЛИТЕРАТУРА
1. Забелин С.Ф., Зеленский В.А. Особенности кинетики нанокристаллизации аморфных металлических материалов при нестационарных режимах термического воздействия // Ученые записки ЗабГГПУ. Серия: Физика, математика, техника, технология. Чита: ЗабГГПУ, 2012. № 3 (44). С. 62-72.
2. Хоник В.А., Зеленский В.А. Высокотемпературная пластичность и сверхпластичность металлических стекол // Физика металлов и металловедение.1989. Т. 67. Вып. 1. С. 192-197.
3. Федоров В.А., Яковлев А.В., Капустин А.Н. Изменение пластических свойств аморфных металлических сплавов в зависимости от времени и температуры отжига // Деформация и разрушение материалов - DFMN-2007: труды Междунар. конф. М.: ИМЕТиМ РАН, 2007. С. 344-346.
4. Андриевский Р.А., Глезер А.М. Прочность наноструктур // УФН. 2009. Т. 179. № 4. С. 337-358.
Поступила в редакцию 10 апреля 2013 г.
Zabelin S.F., Zelensky V.A. FEATURES OF DEFORMATION OF AMORPHOUS METAL MATERIALS AT (0.85-1.1)Ti
The change in the plasticity of amorphous metal alloys in the temperature and strain rate is researched. It is established that the sharp increase in ductility was observed in the glass transition temperature of the alloy at the optimum (low) strain rate.
Key words: amorphous metal materials; deformation and plasticity; constructional properties.
УДК 539.3
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ХОД РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В СПЛАВЕ Co-ra^sFe^Ni^TjSi^MMn^^Cr^«
© С.А. Сидоров, Т.Н. Плужникова, С.В. Васильева
Ключевые слова: деформация сплавов; аморфный сплав; структурная релаксация.
Исследованы релаксационные процессы в аморфном сплаве на основе кобальта. Установлены зависимости величины уменьшения механического напряжения с течением времени при различных температурах. Установлено, что релаксационные процессы носят термоактивируемый характер.
Металлические стекла занимают одно из ведущих мест среди перспективных материалов. Известно, что в данных материалах под воздействием различных факторов (механическая нагрузка, тепловые и электромагнитные поля) протекают процессы перехода из мета-стабильного в более стабильное состояние, называемые структурной релаксацией [1]. В связи с этим изучалось поведение металлического стекла под воздействием
постоянного механического напряжения при различных температурах.
В качестве объекта исследования был выбран аморфный металлический сплав на основе кобальта
С078,б5ре4,оз№4,7з817,22Мп1,88В2Сг1,49 (АМАГ-180^ П°лу-
ченный методом спиннингования. Размеры образцов: -3,5x0,02x40 мм. Первоначально производилось одноосное растяжение образцов данного сплава на разрыв-
2038
ной машине 1ш1хоп-5565 со скоростью движения захватов 0,1 мм/мин до механического напряжения 400 МПа. Далее процесс деформации останавливался, и непрерывно фиксировались показания датчика силы.
Установлено, что диаграмма о-е сплава Со78,65Ее4,03К14,73817,22Мп1,88Б2Сг149 не имеет пластической стадии, т. е. деформируется упруго. Так, при рассматриваемой нагрузке относительное удлинение образцов составляет 0, 13 мм, или 0,3 % от длины образца.
После остановки деформации наблюдается постепенное снижение механического напряжения (рис. 1).
Рис. 1. Релаксация механического напряжения в сплаве Со78-65Ее4-03№4-7^7-22МП1-88В2СГ1-49 с течением времени при различных температурных режимах
сплаве по методике, описанной выше, но уже при температурах 30 и 40 °С. Обнаружено, что процесс структурной релаксации протекает значительно быстрее, увеличивается величина снижения механического напряжения. Отмечено, что основное снижение происходит на первой стадии. Кроме того, установлено, что при Т = 30 °С на второй стадии снижения присутствуют «ступени» (вставка 2), такие же как и в экспериментах при комнатной температуре (23 °С), а при Т = 40 °С второй стадии не наблюдается, все снижение происходит однородно по экспоненте.
Установлено, что при Т = 30 °С нагрузка в образце снижается на =40 % , а при Т = 40 °С величина снижения нагрузки составляет 97 % .
Таким образом, структурная релаксация в сплаве Со78,65Ее4,0зК14,73817,22Мп1,88Б2Сг1,49 происходит в 2 стадии, причем одна из них носит ступенчатый характер. Обнаружено, что температура является дестабилизирующим фактором, ускоряющим интенсивность структурной релаксации как по величине снижения механического напряжения, так и по времени ее протекания.
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 грантов РФФИ (проект № 12-0100638) и ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.» (проект № 14.В37.21.1161).
При этом отмечено, что данный процесс протекает в 2 стадии: первоначально зависимость величины нагрузки от времени носит линейный характер, а затем нагрузка снижается по экспоненте, причем характер снижения на данной стадии носит ступенчатый характер (вставка 1). Общая величина снижения при данных условиях механического напряжения составляет =21 МПа за 90 мин., из них =6 мин. занимает 1 стадия.
Далее изучалось влияние температуры на скорость и характер структурной релаксации в исследуемом
Поступила в редакцию 10 апреля 2013 г.
Sidorov S.A., Pluzhnikova T.N., Vasilyeva S.V. EFFECT OF TEMPERATURE ON PROGRESS OF RELAXATION PROCESSES IN C078,65Fe4,03Ni4,73Si7,22Mn1,88B2Cr1,49 ALLOY
Relaxation processes in the amorphous alloy based on cobalt is investigated. Dependences of magnitude reduction of stress over time at different temperatures are stated. It is established that the relaxation processes are heat activated character.
Key words: deformation of alloys; amorphous alloy; structural relaxation.
2039
