Uma ilustração esquemática de vidro metálico com vários estados de relaxamento dependendo da taxa de resfriamento. Crédito:Tohoku University
Uma equipe da Tohoku University aperfeiçoou uma nova técnica de tratamento térmico com aquecimento rápido e processos de resfriamento assimétrico em vidro metálico. Esta técnica permitiu à equipe induzir um gradiente de estrutura vítrea local, trazendo um comportamento de endurecimento do trabalho aparente.
Endurecimento por trabalho é o processo pelo qual um material é reforçado por meio de deformação plástica e geralmente não é observado em vidros metálicos devido à sua estrutura aleatória intrínseca.
Embora os vidros metálicos a granel (BMGs) tenham atraído muita atenção devido à sua alta resistência, limite elástico amplo e excelente termoplasticidade, uma grande desvantagem em termos de suas propriedades mecânicas tem sido a falta de ductilidade devido a um amolecimento intrínseco do trabalho à temperatura ambiente.
Dr. Wookha Ryu, O professor assistente Rui Yamada e o professor Junji Saida do Instituto de Pesquisa de Fronteira para Ciências Interdisciplinares (FRIS) já produziram Zr exclusivo com sucesso 60 Cu 30 Al 10 vidro metálico a granel com um estado de rejuvenescimento gradiente 2-D, o que leva a uma excelente ductilidade e endurecimento sob medida de um BMG monolítico à temperatura ambiente.
"Nós desenvolvemos uma nova técnica de controle de estrutura com tratamento térmico criogênico assimétrico e produzimos uma estrutura vítrea única com o estado de rejuvenescimento gradiente 2-D. O BMG exibe um comportamento de endurecimento sob medida em todo o estágio de deformação plástica, bem como uma excelente ductilidade no ambiente temperatura, "disse a Professora Saida.
Uma ilustração esquemática do método de resfriamento rápido assimétrico. Crédito:Tohoku University
A concentração de volume livre local relacionada ao estado de rejuvenescimento controla o ângulo da banda de cisalhamento e a tensão de cisalhamento efetiva máxima. Portanto, a propagação da faixa de cisalhamento é proibida e a formação de um plano de cisalhamento completo que corta todo o corpo de prova é bloqueada. A geração de deformação plástica é acompanhada por um aumento na tensão crítica de cisalhamento, o que resulta em um endurecimento aparente sustentável.
A equipe investigou um mecanismo de endurecimento personalizado e estabeleceu uma ligação experimental entre o gradiente do estado de rejuvenescimento e as propriedades mecânicas do vidro metálico à base de Zr.
