Аморфные сплавы механические

Механические и коррозионные свойства. Особенности атомной структуры металлических стекол, приводящие к отсутствию в них таких дефектов, как дислокации, границы зерен и т. д., обусловливают очень высокую прочность и износостойкость. Так, например, предел прочности аморфных сплавов на основе железа существенно больше, чем у наиболее прочных сталей. При испытании аморфных металлических сплавов на растяжение обнаруживается их удлинение, т. е. эти сплавы в отличие от оксидных стекол, являются пластичными. [c.373]

Влияние очень малого содержания примесей обусловлено значительной локальной концентрацией по границам зерен, двойников, блоков. При отсутствии границ зерен или измельчении зерна механические свойства металлов существенно лучше это используют на практике (монокристаллы, аморфные сплавы). [c.16]

Аморфное состояние металлов метастабильно. При нагреве, когда подвижность атомов возрастает, протекает процесс кристаллизации, что постепенно приводит металл (сплав) через ряд мета-стабильных в стабильное кристаллическое состояние. Механические, магнитные, электрические и другие структурно-чувствительные свойства аморфных сплавов значительно отличаются от свойств кристаллических сплавов. Характерной особенностью аморфных сплавов являются высокий предел упругости и предел текучести при почти полном отсутствии деформационного упрочнения. [c.372]

Механические свойства некоторые аморфных сплавов приведены в табл. 91. [c.582]

Целостное представление складывается потому, что авторы сумели в сжатой форме изложить и обсудить все вопросы научного и практического характера, связанные с данной проблемой, а именно методы получения и условия образования аморфных сплавов атомную и электронную структуру процессы структурной релаксации и кристаллизации физические, механические и химические свойства аморфных сплавов и возможные области их применения. Таким образом, в книге отражены служебные свойства аморфных сплавов и технология их получения, а также обсуждается одна из фундаментальных и далеко не решенных до конца задач физики конденсированного состояния — проблема однозначного физического описания неупорядоченных металлических систем. [c.8]

Исчерпывающее описание и обсуждение особенностей механических свойств аморфных сплавов дано авторами в гл. 8. Высокая прочность в сочетании с пластичностью, способность к формоизменению при холодной прокатке, повышенный предел усталости и стойкость к радиационным повреждениям — все это выделяет аморфные сплавы как перспективный класс материалов с широким спектром практического использования. [c.20]

Несомненный практический интерес представляют данные по влиянию атмосферы на развитие замедленного разрушения образцов, свернутых в спираль. Эти данные необходимо учитывать при длительной эксплуатации аморфных сплавов в принудительно деформированном состоянии. Оканчивается гл. 8 кратким, можно сказать, перечнем предложенных до настоящего времени механизмов пластической деформации. Более детально ознакомиться с моделями пластической деформации можно по обзору [10]. К сожалению, в кинге не нашли отражения важные с практической точки зрения вопросы, касающиеся изменения механических свойств в результате структурной релаксации. [c.20]

До сих пор аморфные сверхпроводники рассматривались как простые вещества. Уже говорилось о том, что при кристаллизации аморфных сплавов могут возникать неравновесные и равновесные фазы, которые нельзя получить обычной плавкой, механической или термической обработкой. Предполагают, что при этом Тс, Не и 7с значительно повышаются по сравнению с аморфным состоянием. Однако недостатком аморфных сплавов является то, что они довольно легко кристаллизуются и цри этом охрупчиваются. В настоящее время серьезное внимание обращается на разработку аморфных сверхпроводников, покрытых стабильными материалами, которые обладают хорошей электропроводностью, такими, как медь, алюминий и др. [c.221]

В таблице 7-4 дается сравнение характеристик сверхпроводимости и механических свойств сверхпроводников из аморфных сплавов на основе переходных металлов и сплавов со смешанной аморфно-кристаллической структурой. Приведены также данные [c.222]

Механическое поведение аморфных сплавов, как и кристаллических материалов, зависит от процессов, протекающих на микро-, мезо- и мак- [c.296]

Механические свойства. Привлекательность аморфных сплавов для использования в технике, как уже отмечалось, определяется сочетанием особых физических свойств с высокой прочностью. Они обнаруживают экстремально высокую твердость, превышающую твердость материала в кристаллическом состоянии в 2—4 раза, а их прочность близка к прочности нитевидных кристаллов. Последняя, как известно, приближается к теоретической прочности. Предел текучести составляет 0,1—0,2 Е. [c.304]

Особая область применения аморфных сплавов на основе железа с добавками кобальта — это элементы магнитно-механических систем, поскольку они обладают высокой магнитострикцией, особыми упругими свойствами и высокой чувствительностью магнитных свойств к приложенным нагрузкам. Они используются для магнитострикционных вибраторов, линий задержки, механических фильтров, упругих датчиков. Сплавы с низкой температурой Кюри применяют как датчики температуры. [c.556]

Следствием такой аморфной структуры являются необычные магнитные, механические, электрические свойства и коррозионная стойкость аморфных металлических сплавов. Наряду с высокой магнитной мягкостью — такой, что уровень электромагнитных потерь в аморфных сплавах с высокой магнитной индукцией оказывается суще- [c.859]

Помимо механических, магнитных и химических свойств обращают на себя внимание электрические, магнитоупругие и диффузионные свойства аморфных сплавов, использование которых также весьма перспективно. [c.159]

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АМОРФНЫХ СПЛАВОВ [c.170]

Эксперименты показали, что механические характеристики аморфных сплавов крайне чувствительны к качеству поверхности, колебаниям толщины, плоскостности и ширине ленты [12.12]. Кроме того, появление изгибающего момента вследствие реакции захватов искажает картину сдвигового разрушения, которое происходит по плоскости, перпендикулярной к широкой стороне ленты. Наконец, используя растяжение, практически невозможно получить важную для аморфных сплавов зависимость от температуры предварительного отжига, так как большинство этих сплавов после термической обработки по определенным режимам разрушается макроскопически хрупко, не достигая предела текучести. [c.171]

Для улучшения токонесущих характеристик аморфных сплавов создают смешанную аморфно-кристаллнческую структуру, усиливающую пиииииг магнитного потока. И последнее, для аморфных сверхпроводников характерна высокая стойкость их сверхпроводящих и механических свойств по отношению к радиационным повреждениям. Более того, эти свойства могут даже улучшаться в результате облучения. [c.20]

В первой части гл. 8 последовательно описаны закономерности упругих и Прочностных. свойств, а также процессы деформации и разрушения. Подчеркнута такая характерная черта аморфных сплавов, как высокая вязкость разрушения в сочетании с высокой прочностью. Рассмотрена также зависимость механических свойств от температуры и скорости. деформирования. В аморфных сплавах ниже некоторой температуры Гр пластическая деформация протекает крайне неоднородно — она сосредоточена в полосах деформации, которые на стадии разрушения служат источником трещин. Выше Тр пластическая деформация становится однородной. На первом температурном участке прочность сравнительно слабо зависит от скорости деформирования, на втором эта зависимость выражена ярко. Темп уменьшения прочности с повышением температуры резко возрастает при Т>Тр, а разрушение при этом происходит после образования шейкн. Кривые ползучести аморфных сплавов имеют вид, идентичный кривым ползучести кристаллических металлов, но природа их специфического вида совершенно разная, поскольку дислокационный механизм развития ползучести для аморфных сплавов не приемлем. В стности, процесс установившейся ползучести в аморфных металлах связан с механизмом вязкого течения и осуществляется путем диффузии. [c.20]

В заключение описания вопросов, изложенных в гл. 9, отметим следующее. Во-первых, как и в случае обсуждения механических свойств, авторы не уделили должного внимания влиянию структурной релаксации на коррозионную стойкость аморфных сплавов. А это влияние достаточно велико (см. например, [43] ). Во-вторых, развиваемая авторами концепция высокой коррозионной стойкости аморфных сплавов не является общепризнанной. В частности, в СССР рядом авторов в развитие идей акад. Я- М. Колотыркниа отстаивается точка зрения, что. высокая коррозионная стойкость аморфных сплавов может быть обусловлена образованием на поверхности металла кластеров с сильно выраженными направленными связями [11, с. 43—45]. Высокая химическая стойкость и особенности электронной структуры этих кластеров обеспечивают сравнительно легкую пассивацию и соответственно высокую коррозионную стойкость аморфных сплавов. Кластерная концепция позволяет понять значение углерода, в формировании коррозионных свойств аморфных сплавов и большую разницу в коррозионной стойкости сплавов Fe —Сг — Р и Fe — Сг — Р — С [474 (в предлагаемой книге углероду в этом плане отводится неоправданно скромная роль). Интересно отметить, что по данным работы [463 в сплаве системы Fe — Ni — Сг — Р — В при фиксированных потенциалах пассивной области в растворе Na l на поверхности образуется пассивирующая пленка толщиной менее моноатомного слоя. [c.21]

Все, что говорилось до сих пор, касалось йверх)проводимости сплавов содержащих аморфную фазу. Однако известно, что аморфные сплавы кристаллизуются, при этом в них могут возникать неравновесные (наряду с равновесными) фазы, которые не получаются при обычной плавке, механической или термической обработке. Изменения в структуре могут привести к тому, что изменятся и характеристики Тс, Нсг и /с, причем они могут оказаться выше, чем для исходной аморфной фазы. Действительно, обнаружено, что в результате кристаллизации с выпадением неравновесных фаз свойства таких аморфных сверхпроводников, как Ti (V, Nb, Та) — Si [47-49], Hf - (V, Nb) - Si [50] и Qu - Nb - (Ti, Zr, Hf), [51, 52], повышаются. Tак, из рис. 7.8 видно, что аморфный сплав Си4оМЬзоТ1зо после отжига при 800—1000 К имеет критическую температуру Тс выше 4,2 К, хотя равновесная фаза в этом сплаве при 4,2 К уже не обладает свойством сверхпроводимости. В данном случае сверхпроводимость обусловлена выделением неравновесной фазы, имеющей упорядоченную о.ц.к. структуру. [c.219]

Сверхпроводящие материалы часто применяются в агрегатах ядерного синтеза. В ходе эксплуатации они подвергаются довольно сильному облучению. Следовательно, важной характеристикой та ких материалов является их устойчивость по отношению к облучению. Однако в кристаллических сверхпроводниках, и в особенности в сверхпроводящих химических соединениях, при, облучении резко снижаются как характеристики сверхпроводимости, так и механические свойства. Так, критическая температура Тс соединений NbsSn, NbsAl, NbgGe после дозы облучения 5-10 нейтронов на 1 см снижается от 18—20 К до 3—4 К [Й]. Сверхпроводящие же аморфные сплавы, вероятно, более устойчивы к облучению. Об этом можно судить хотя бы на том основании, что их электросопротивление после облучения практически не меняется [54]. [c.220]

В случае же аморфных сплавов эта зависимость при больших нагрузках отклоняется от линейного закона. При снятии нагрузки форма образца не восстанавливается и при этом возникает так называемая петля механического гистерезиса. Энергия, соответствующая площади этой петли, необратим о расходу-. ется на смещение атомов, находящихся Рнс. 8.2. Диаграммы рас-в неустойчивых положениях. Велич1ииа тяжения в координатах [c.225]

В верхней части рис. 8.6 показано изменение параметра е/а. Отчетливо видна взаимосвязь между всеми тремя механическими характеристиками (HV, и Оу), с одной стороны, и величиной eja с другой если среднее число электронов в сплаве снижается, то HV, Е <5у повышаются. Это обстоятельство наводит на мысль о том, что изменения твердости и прочности аморфных сплавов отражают изменения в химической связи между металлическими и металлоидными атомами. При этом предполагается, что в результате заполнения электронами атомов металлоидов валентных уровней атомов переходных металлов, входящих в состав сплава, возникает частичная связанность электронных состояний за счет sd-vvi-бридизации в атомах металлов и sp-гибридизации в атомах металлоидов. Эти процессы, вероятно, и определяют твердость и прочность аморфных сплавов. [c.228]

При облучении электронами или нейтронами в кристаллических металлах и сплавах в больших количествах образуются вакансии и поры, что приводит к снижению их пластичности. В этой связи понятна важность изучения влияния облучения на механические свойства аморфных металлов. Обратимся к табл. 8.3 [29]. В ней приведены значения некоторых механических свойств аморфного сплава PdsoSiao ДО и после облучения нейтронами (доза облучения составляла 5-10 нейтронов на 1 см ). Напряжение разрушения и предельное удлинение, в отличие от кристаллических металлов, почти не изменяются при облучении. Однако модуль Юнга после облучения уменьшается на 10%, что вызывает увеличение упругой деформации. Это же является причиной так называемого разупрочнения . В работе [30], по- таблица 8.3. Влияние облучеян свяш,енной изучению влияния облучения нейтронами на структуру аморфных сплавов, указывается, что при облучении, предположительно, происходит увеличение свободного объема и нарушение ближнего порядка. Однако в целом можно считать, что аморфные металлы по сравнению с кристаллическими Обладают превосходной стойкостью по отношению к нейтронному облучению. [c.241]

Как указывалось ранее, в аморфных сплавах типа металл-металлоид возникают стабильные поверхностные пленки. Так, в аморфном сплаве Fe — 10 Сг — 13 Р — 7 С и кристаллической нержавеющей стали 18 Сг — 8 Ni в водном растворе 2 н. H5SO4 пассивирующая пленка возникает при довольно высоком потенциале. Устранить эту пленку можно механической полировкой внешней поверхности. В случае аморфного сплава сразу после полирования электрический ток, т. е. скорость активного растворения чистой внешней поверхности существенно возрастает [20]. После этого ско- [c.261]

Обычно указывают на два фактора влияния металлоидных элементов на коррозионную стойкость аморфных сплавов металл — металлоид. Во-первых, это влияние металлоидов на скорость образования пассивирующей пленки. На рис. 9.17 приведены данные о скорости формирования пассивирующей пленки в аморфных сплавах, указанных ранее на рис. 9.15, в которых в качестве основного металлоидного элемента присутствует бор. На этом рисунке представлены результаты измерений плотности анодного электрического тока на образцах трех сплавов Fe—ЮСг—13В—IX в области потенциалов пассивации в 0,1 н. водном растворе H2SO4 после механической полировки поверхности. По этим данным можно оценить скорость активного растворения и скорость образования пленки. Начальному моменту времени соответствует плотность тока, измеренная непосредственно после прекращения полировки, т. е. эта плотность тока характеризует скорость активного растворения чистой поверхности сплава. [c.264]

Магнитно-мягкие металлические стекла изготавливают на основе Fe, Со, Ni с добавками 15...20% аморфообразующих элементов В, С, Si, Р. Например, Feg SijjSBjjjS j имеет высокое значение магнитной индукции (1,6...1,61 Тл) и низкое — коэрцитивной силы (32...35 мА/см). Аморфный сплав o Fe4(Mo, Si, В)з(, имеет сравнительно небольшое значение магнитной индукции (0,55 Тл), но высокие механические свойства (900... 1000 HV). [c.237]

В книге рассмотрены методы повышения степени неравновесности системы — инжекционная и ультразвуковая обработка расплавов, комплексное легирование, сверхбыстрое охлаждение жидкого металла (аморфные сплавы), электростимулированная прокатка, негидростатическое сжатие (механическое легирование) и др. Оптимизация физикохимических процессов получения сплавов в неравновесных условиях связана с установлением параметров неустойчивости системы. В книге предлагается метод многопараметрической оптимизации фрактальной структуры конструкционных сплавов, позволяющий учесть наиболее благоприятное сочетание прочности и пластичности материала для будущих условий его службы. Заслуживает внимание и метод прогнозирования характеристик жаропрочности, трещиностойкости и хладостойкости на основе данных традиционных испытаний на растяжение и усталость гладких образцов. [c.3]

Исследование механических свойств массивных аморфных образцов на основе интерметаплических систем показало, что по уровню предела прочности при изгибе (1600 МПа) сплавы близки к прочности тонких лент, а по сравнению с кристаллическим состоянием их прочность выше в 1,5—2 раза. Получение аморфных сплавов типа интерметаллид-интерме-таллид расширило область их возможного применения в качестве конструкционных и функциональных материалов. [c.276]

В области II, как уже отмечалось, реализуется негомогенное скольжение, а поведение аморфного сплава на мезоуровне подобно идеальнопластичному телу. Таким образом, механическое поведение на мезоуровне аморфных сплавов в этой области температур связано исключительно с негомогенным скольжением, определяющим сдвиговый характер разрушения. Вид макроразрушения представлен в табл. 29 (первая строка). Морфология поверхностей разрушения в данном случае аналогична той, которая получается при разделении поверхностей твердых тел, смазанных вазелином или другой смазкой [487]. [c.298]

Для того чтобы понять особенности механического поведения аморфных сплавов в этой области, рассмотрим поликластерную модель полосы скольжения, предложенную Бакаем [419]. Она основана на представлении аморфных твердых тел в виде ансамбля поликластеров. Предполагается, что границы кластеров обладают тем же атомным строением, что и слои скольжения. Однако в силу случайной ориентировки кластеров и их произвольной формы сквозная трансляционно-инвариантная межкластерная граница отсутствует. С другой стороны, сдвиг по поверхности, отвечающей однородным сдвиговым напряжениям, невозможен без разрывов связей по кластерным границам. Поэтому скольжение происходит вдоль тех участков кластерных границ, где касательные напряжения достигают критического уровня (при этом разрывы происходят в местах концентрации нормальных к границе растягивающих напряжений). Поэтому негомогенная пластическая деформация путем сдвига в случае аморфных сплавов (мезоуровень) в соответствии с моделью сопровождается микроразрушениями под действием нормальных напряжений (микроуровень). [c.299]

Введение представлений о микроструктуре аморфных сплавов как ансамбле поликластеров с атомной решеткой, разупорядоченной в пределах одного кластера, облегчило понимание механического поведения сплавов, и в частности особенностей их негомогенного течения и разрушения в области II. [c.300]

Аморфные сплавы являются метастабильной равновесной системой, стремящейся перейти в стабильное состояние. Поэтому многие металлические стекла испытывают структурную релаксацию уже при температуре чуть выше комнатной. Наложение деформирующего напряжения усиливает диффузионную подвижность и связанную с ней структурную перестройку сплавов. Температура на диаграмме рис. 154 отвечает нижнему значению температуры активизации процессов рекристаллизации и структурной релаксации, инициируемой в полосах скольжения за счет энергии, выделяемой при разрьгее межатомных связей в зоне скольжения. Из этого следует, что механическое поведение аморфных сплавов при [c.301]

Химические свойства. Возможность использования в различных отраслях техники аморфных сплавов определяется еще и тем, что, помимо особых магнитных свойств, аморфные сплавы обладают уникальным комплексом химических и механических свойств. Высокие коррозионные свойства аморфных сплавов сделали их перспективными для использования в технике в качестве коррозионно-стойких материалов. Среди аморфных сплавов на основе железа наивысшую стойкость в агрессивных кислых средах имеют сплавы с определенным сочетанием металлов и неметаллов (высокое содержание хрома и фосфора). Однако высоким сопротивлением коррозии обладают только стабильные аморфные сплавы. Наглядным примером являются аморфные быстрозакаленные сплавы железо—металлоид, не содержащие других металлических элементов, кроме железа. В силу химической неустойчивости аморфного состояния они обладают низкой коррозионной стойкостью. Однако при введении хрома (вместо части железа) резко возрастает химическая стабильность аморфного состояния и, как следствие, растет коррозионная стойкость. Отметим, что в первом случае сопротивление коррозии аморфного сплава железо—металлоид ниже, чем у чистого кристаллического железа, а во втором оно превосходит коррозионную стойкость нержавеющих сталей и высокосодержащих никелевых сталей [427]. [c.303]

Повышение прочности аморфных сплавов с наноструктурой возможно путем дисперсионного упрочнения. На аморфных сплавах алюминия AlggYjNigMi (Ml — марганец или железо), содержащих мелкодисперсные частицы А, показано, что они обладают сверхвысоким пределом текучести при достаточной пластичности. Ниже приведены данные по механическим свойствам указанных сплавов при различных объемных долях упрочняющей фазы для материалов с наноструктурой [498]. [c.307]

Большая группа аморфных сплавов, отличающихся малой критической скоростью аморфизации, образуют особый вид стеклообразующих систем, так называемые металлические стекла. Как известно, эти материалы имеют отличные механические, магнитные и антикоррозионные свойства. Единственным серьезным недостатком этих материалов является их чрезвычайная хрупкость. Однако в переохлажденном жидком состоянии они ведут себя как сверхпластичные материалы. С этой точки зрения металлические стекла, характеризующиеся широким темпера-1УРНЫМ интервалом переохлажденного жидкого состояния, представляют несомненный интерес. Некоторые из таких материалов можно получать в виде объемных аморфных заготовок. В переохлажденном жидком состоянии они показывают очень низкую вязкость и отличную деформируемость, что можно использовать для штамповки изделий сложной формы (см. рис. 5.33). В этом смысле объемные аморфные заготовки можно вполне рассматривать в качестве нового типа конструкционных материалов [37]. [c.420]

Предложено несколько методов оценки механических свойств аморфных сплавов. Применительно к ленточным образцам широкое распространение получили испытания на одноосное растяжение, поскольку они дают обширную информацию о механических характеристиках. На рис. 12 приведена типичная кривая напряжение-деформация, характеризующая основные закономерности механического поведения аморфных сплавов высокие значения пределов упругости и текучести, отсутствие деформационного упрочнения и невысокое, но ненулевое значение макроскопической деформации до разрушения. Тем не менее испытания ленточных аморфных сплавов на растяжение имеют ряд существенных недостатков, часть из которых принципиально неустранима. Энергия, высвобождающаяся при пластической деформации, меньше упругой энергии, сосредоточенной в испытательной машине обычного типа. Это приводит к катастрофическому разрушению в процессе одноосного растяжения. Степень катастрофического течения зависит от запаса упругой энергии в деформирующей системе и пропорциональна величине (mjky , где т VL k — соответственно эффективная масса и жесткость испытательной машины. Более Пассивная нагружающая система, хотя и увеличивает продолжительность нестабильного течения, но делает его начало более затруднительным. [c.170]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...