ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССОВ РЕЛАКСАЦИИ НА ВЕЛИЧИНУ СБРОСОВ МЕХАНИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ЛЕНТОЧНЫХ АМОРФНЫХ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ ПРИ ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

В работе исследованы процессы релаксации в аморфном и нанокристаллическом сплавах в интервале температур –196  ÷  80  °С. Установлено, что в аморфном сплаве релаксация напряжений происходит в две стадии. При этом снижение исходного механического напряжения в образце происходит лишь на 5 % за время выдержки не менее 1 часа. Увеличение температуры образца приводит к более интенсивному протеканию релаксации, что проявляется в увеличении скорости снижения механического напряжения. При температуре жидкого азота релаксации напряжений не наблюдается. Установлено, что в нанокристаллическом сплаве релаксационные процессы протекают аналогичным образом, но в нем скорость релаксации значительно меньше. В работе были изучены зависимости остаточного механического напряжения от температуры и времени выдержки. Обнаружено, что в аморфном и нанокристаллическом сплавах наблюдаются области стабилизации остаточных механических напряжений при малых временах выдержки (менее 5 мин) в интервалах температур 50  –  60 и 40  –  50  °С. Увеличение выдержки приводит к монотонному падению остаточных механических напряжений. Нагрев до 40 °С уже приводит к полному снятию механических напряжений в образце спустя 15 мин после начала испытаний. Показано, что предварительная релаксация напряжений в аморфном сплаве приводит к уменьшению величины сброса механического напряжения при электроимпульсном воздействии в образцах, подвергнутых растяжению. В нанокристаллическом сплаве величина сброса практически не изменяется при указанном воздействии. Показано, что наблюдаемый эффект обусловлен не только термическим расширением, но и изменением величины обратимой составляющей направленной структурной релаксации. В ходе работы было установлено, что величина сброса механического напряжения в аморфном сплаве зависит от среды, в которой происходит подача импульса электрического тока. В частности, в среде жидкого азота наблюдается уменьшение величины сброса. В нанокристаллическом сплаве подобного уменьшения не наблюдается. 

1. Suryanarayana С., Inoue A. Bulk metallic glasses. – Taylor and Francis Group, 2011. – 548 p.

2. Schroers J. Processing of bulk metallic glass // Advanced Materials. 2010. No. 22. P. 1566 – 1597.

3. Nair B., Priyadarshini G. Process, structure, property and appli cations of metallic glasses // Materials Science. 2016. Vol. 3. No. 3. P. 1022 – 1053.

4. Механическое поведение аморфных сплавов / А.М. Глезер, И.Е. Пермякова, В.Е. Громов, В.В. Коваленко. – Новокузнецк: изд. СибГИУ, 2006. – 416 с.

5. Hufnagel T.C., Schuh C.A., Falk M.L. Deformation of metallic glas ses: Recent developments in theory, simulations, and experiments // Acta Materialia. 2016. No. 109. P. 375 – 393.

6. Электростимулированная пластичность металлов и сплавов / В.Е. Громов, Л.Б. Зуев, Э.В. Козлов, В.Я. Целлермаер. – М.: Недра, 1996. – 293 с.

7. Физические основы и технологии обработки современных материалов (теория, технологии, структура и свойства) / О.А. Троицкий, Ю.В. Баранов, Ю.С. Авраамов, А.Д. Шляпин. – М.: Изд-во РХД, АНО ИКИ, 2004. Т. I. – 590 с.; Т. II. – 467 с.

8. Sarac B. Microstructure-Property Optimization in Metallic Glasses. – Springer, 2015. – 89 p.

9. Аморфные металлические сплавы: сб. науч. тр. / Под ред. Ф.Е. Люборского. – М.: Металлургия, 1987. – 584 с.

10. Demidenko V.S., Naumov I.I., Kozlov I.V. etc. Structural instability in metals and alloys // Russian Physics Journal. 1998. Vol. 41. No. 8. P. 743 – 753.

11. Судзуки К., Фудзимори Х., Хасимото К. Аморфные металлы. – М.: Металлургия, 1987. – 328 с.

12. Qiao J.C., Wang Q., Crespo D. etc. Secondary relaxation and dynamic heterogeneity in metallic glasses: A brief review // Chin. Phys. 2017. Vol. 26. No. 1. P. 016402 – 016412.

13. Сидоров С.А., Федоров В.А., Плужникова Т.Н. и др. Исследование процессов деформации аморфных сплавов в условиях импульсного электрического тока // Вестник Тамбовского государственного университета. Серия: естественные и технические науки. 2012. Т. 17. № 1. С. 135 – 138.

14. Verduzco J.A. Fatigue fracture morphologies of some Fe-ba sed amorphous alloy wires // Materials Letters. 2003. Vol. 57. P. 1029 – 1033.

15. Федоров В.А., Плужникова Т.Н., Сидоров С.А. Влияние импульсного электрического тока на ход зависимостей механичес-кое напряжение – деформация в аморфных и нанокристаллических металлических сплавах // Изв. вуз. Черная металлургия. 2013. № 12. С. 62 – 64.

16. Плужникова Т.Н., Федоров В.А., Сидоров С.А., Яковлев А.В. Влияние агрессивных сред на деформацию аморфных и нано-кристаллических сплавов, обусловленную воздействием им-пульсного электрического тока // Изв. вуз. Черная металлургия. 2013. № 4. С. 59 – 62.

17. Сидоров С.А., Федоров В.А., Дручинина О.А. Влияние импульсного электрического тока на механические свойства наводорожен-ных металлических стекол на основе кобальта и железа // Альтер-нативная энергетика и экология. 2013. № 1-1 (117). С. 10 – 13.

18. Stolyarov V.V. Electroplastic effect in nanocrystalline and amorphous alloys // Materials Science and Technology. 2015. Vol. 31. No. 13a. P. 1536 – 1540.

19. Yiu P., Hsueh C.H., Shek C.H. Electroplastic forming in a Fe-based metallic glass ribbon // Journal of Alloys and Compounds. 2016. Vol. 658. P. 795 – 799.

20. Косилов А.Т., Хоник В.А. Направленная структурная релаксация и гомогенное течение свежезакаленных металлических стекол // Известия РАН. Серия физическая. 1993. Т. 57. № 12. С. 192 – 198.