Influence of silver on the glass forming ability and mechanical properties in Cu-Zr-Ti-Ag bulk metallic glasses

• Autorzy: Latuch J. , Błyskun P. , Kulik T.

Warianty tytułu

PL

Wpływ srebra na zdolność do zeszklenia i właściwości mechaniczne masywnych szkieł metalicznych typu Cu-Zr-Ti-Ag

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work the influence of silver content on both thermal and mechanical properties in Cu-Zr-Ti-Ag alloys was investigated. Bulk metallic glasses (BMGs) of general composition Cu-Zr-Ti show good glass forming ability (GFA) compared to other Cu-based systems. The addition of silver as fourth element was expected to enhance the GFA even further and improve the mechanical properties. Quaternary Cu48Zr36Ti16 – xAgx (x = 8, 11, 13 at. %) alloys were produced by copper mould casting, manufacturing rod shape samples with the diameter of 3 mm. All manufactured samples were fully amorphous proving the good GFA. The GFA of studied alloys has been investigated on the basis of temperature interval of supercooled liquid region and thermal stability parameters (such as activation energy of crystallization and the crystallization onset temperature). Thermal properties were measured by the differential scanning calorimetry. Mechanical properties of the investigated alloys were determined by means of Vickers microhardness and room temperature compression test. The supercooled liquid region exceeds 40 K for the Cu48Zr36Ti5Ag11 alloy. Vickers microhardess depends on silver content and varies about the value of 550 HV0,05. Compressive strength exceeds 1700 MPa and is slightly lower than that of comparable Cu-based alloys. After static compression tests the fracture surfaces were observed by the scanning electron microscopy. Proofs of significant temperature rises during samples deformation and fracture were found.

PL

Wpływ srebra na zdolność do zeszklenia i właściwości mechaniczne masywnych szkieł metalicznych typu Cu-Zr-Ti-Ag W ramach pracy przeprowadzono badanie wpływu ilości srebra w stopach Cu-Zr-Ti-Ag na właściwości cieplne oraz mechaniczne. Masywne szkła metaliczne (MSM) o ogólnym wzorze Cu-Zr-Ti wykazują dobrą zdolność do zeszklenia w porównaniu z innymi stopami na osnowie miedzi. Dodatek srebra jako czwartego składnika miał za zadanie jeszcze bardziej poprawić zdolność do zeszklenia i poprawić właściwości mechaniczne. Czteroskładnikowe stopy o wzorze Cu48Zr36Ti16 – xAgx (x = 8, 11, 13% at.) wytworzono metodą odlewania pod ciśnieniem do formy miedzianej, uzyskując próbki w kształcie prętów o średnicy 3 mm. Wszystkie wytworzone próbki miały strukturę amorficzną, dowodząc tym samym dobrą zdolność do zeszklenia. Zdolność ta została określona dokładniej na podstawie szerokości temperaturowego zakresu cieczy przechłodzonej oraz parametrów stabilności cieplnej (takie jak energia aktywacji krystalizacji oraz temperatura początku krystalizacji). Właściwości cieplne zmierzono za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej. Właściwości mechaniczne badanych stopów określono, mierząc mikrotwardość sposobem Vickersa oraz za pomocą statycznej próby ściskania w temperaturze pokojowej. Zakres cieczy przechłodzonej wykazał szerokość przekraczającą 40 K dla stopu Cu48Zr36Ti5Ag11. Mikrotwardość Vickersa zależy od zawartości srebra i waha się wokół wartości 550 HV0,05. Wytrzymałość na ściskanie przekroczyła nieznacznie 1700 MPa, co jest wartością niewiele mniejszą niż otrzymywana dla porównywalnych stopów na osnowie miedzi. Po statycznych próbach ściskania dokonano obserwacji powierzchni pęknięć za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Odnaleziono dowody na znaczny wzrost temperatury podczas odkształcenia i pękania próbek.

Słowa kluczowe

EN

Cu-based bulk metallic glasses; mechanical properties; glass forming ability

PL

szkła metaliczne na osnowie miedzi; właściwości mechaniczne; zdolność do zeszklenia

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 6
• Strony: 573--575
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Latuch J.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

autor

Błyskun P.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

autor

Kulik T.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Zhang W., Jia F., Zhang Q., Inoue A.: Effects of additional Ag on the thermal stability and glass-forming ability of Cu-Zr binary glassy alloys. Mat. Sci. Eng. A459 (2007) 330÷336.
• [2] Kim Y., Lee J., Chac P., Ahna J., Fleury E.: Enhanced glass forming ability and mechanical properties ofnew Cu-based bulk metallic glasses. Materials Science and Engineering A437 (2006) 251.
• [3] Kim Y., Lee J., Chac P., Ahna J., Fleury E.: Enhanced glass forming ability and mechanical properties of new Cu-based bulk metallic glasses. Mat. Sci. Eng. A437 (2006) 248.
• [4] Inoue A., Shen B.: New Fe-based bulk glassy alloys with high saturated magnetic flux density of 1.4-1.5 T. Mater. Sci. Eng. A375-377 (2004) 302.
• [5] Inoue A., Takeuchi A.: Recent development and application products of bulk glassy alloys. Acta Materialia 59 (2011) 2243÷2267.
• [6] Men H., Pang S., Zhang T.: Glass-forming ability and mechanical properties of Cu50Zr50_xTix alloys. Materials Science and Engineering A408 (2005) 326÷329.
• [7] Dai C., Guo H., Shen Y., Li Y., Ma E., Xu J.: A new centimeter-diameter Cu-based bulk metallic glass. Scripta Mater. 54 (2006) 1403÷1408.
• [8] Xiao X., Fang S., Xia L., Li W., Hua Q., Dong Y.: Effect of strain rates on the fracture morphologies of Zr-based bulk metallic glasses. J. of Non- Crystalline Solids 330 (2003) 244.