مورفولوژی سطح شکست و ارتباط آن با چقرمگی/انعطاف پذیری در شیشه فلز حجمی آلیاژ Zr46(Cu4.5/5.5Ag1/5.5)46Al8

هدف از این پژوهش بررسی رفتار شکست و پدیده ی تبدیل نرمی به تردی در یک شیشه فلز حجمی آلیاژ پایه ی زیرکونیم است. همچنین به-طور خاص ارتباط بین مورفولوژی های سطح شکست و چقرمگی و انعطاف پذیری بررسی شده است. به همین منظور با استفاده از فرآیند ذوب قوسی و ریخته گری مکشی در خلا، آلیاژ آمورف تولید و در نرخ mm/min 2/0 و دماهای 77 و 298 کلوین تحت آزمون خمش سه-نقطه ای قرار گرفت. سطوح شکست به کمک SEM مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفتند و با استفاده از مدل ناپایداری انحنای جریان، ضمن تعیین چقرمگی آلیاژ مورد مطالعه از طریق محاسبه ی اندازه ی مورفولوژی سطح شکست، ساز و کار شکست ترد و نرم بررسی شد. در ادامه، شرایط و دلایل تشکیل مورفولوژی های مختلف در این دو حالت به صورت کمی تعیین گردید. نتایج نشان می دهد که آلیاژ پایه ی زیرکونیم علی رغم نرم بودن در دمای اتاق، در دماهای بسیار پایین (77 کلوین) به شدت ترد و بیان گر رفتار تبدیل نرمی به تردی است. تحت این شرایط میزان متوسط چقرمگی شکست از حدود MPa.m1/2 16 در دمای اتاق به حدود MPa.m1/2 5/3 در دمای 77 کلوین کاهش یافت. همچنین با کمک مدل ناپایداری انحنای جریان و اطلاعات سطح شکست، طول موج اعوجاج بحرانی (λc) برای این آلیاژ nm 127 محاسبه شد. درصورتی که طول موج اعوجاج اولیه (λI) کمتر از این مقدار بحرانی باشد، مشخصه ی سطح شکست به صورت نانو شیارهای موازی و متناوب خواهد بود. در صورتی که λI بزرگتر از مقدار بحرانی باشد شرایط برای تشکیل طرح دیمپل و طرح رگه ای فراهم خواهد شد.