Влияние деформации при разных температурах на структуру и свойства металлического стекла системы Al-Y-Ni-Co.

В настоящее время в литературе мало работ, описывающих влияние деформации при разных температурах на структуру и свойства аморфных сплавов, поэтому этой проблеме посвящено данное исследование.  

В данной работе исследовали влияние прокатки при разных температурах: комнатной, 100 °С и 200 °С, на структуру и свойства аморфного сплава Al₈₅Y₈Ni₅Co₂. В качестве объектов исследования использовали тонкие ленты толщиной 30-45 мкм, полученные методом спиннингования. Образцы предварительно  зажали между двумя стальными листами марки 12Х18Н10Т толщиной 1,8 мм и деформировали методом многократной прокатки. Степень деформации составляла 10-40 %.

Как видно из рисунка 1 (а) до прокатки структура полностью соответствовала классическому виду структуры аморфного металла.

           

               Рисунок 1 – Структура лент в ПЭМ: а - до прокатки, б - после прокатки при 100 °С, в - после прокатки при 200 °С.

После прокатки в структуре ленты сплава Al₈₅Y₈Ni₅Co₂ произошли значительные изменения: появилось большое количество полос сдвига (см. рисунок 1 (б)) которые были распределены неравномерно. После прокатки при 100 °С в структуре лент не произошло значительных изменений, она осталась полностью аморфной. После прокатки при 200 °С в структуре лент произошли большие изменения (см. рисунок 1(в)). Образцы после деформации при 200 °С, как правило, тоже аморфные. Но есть места образца, в которых наблюдаются кристаллы алюминия. Таким образом, прокатка при 200 °С приводит к частичной кристаллизации аморфных лент сплава  Al₈₅Y₈Ni₅Co_2.

В исходном состоянии значение твердости максимально и равно в среднем 416 HV, после прокатки при комнатной температуре это значение уменьшилось до (330±14) HV, что связано с увеличением свободного объема между атомами. Далее после прокатки при повышенных температурах значение микротвердости увеличилось до (414±48) HV при прокатке при температуре 100 °С. Это связано с тем, что внесение свободного объема при прокатке конкурирует с его уменьшением при нагреве.  При деформации при температуре 200 °С твердость снижается до (296±18)  HV, что связано с частичной кристаллизацией лент.

Таким образом, после прокатки при комнатной температуре в структуре появилось большое количество полос сдвига и уменьшилась микротвердость, после деформации при температуре 100 °С  образцы остались полностью аморфными, твердость по сравнению с прокаткой при комнатной температуре увеличилась, после прокатки при температуре 200 °С произошла частичная кристаллизация аморфных лент и уменьшение их твердости.

Научный руководитель - д.т.н., проф. Золоторевский В.С.