Title

PROPRIEDADES MECÂNICAS DA LIGA AMORFA 1 ZR55TI5CU22NI8AL10 APÓS CRISTALIZAÇÃO PARCIAL

MECHANICAL PROPERTIES OF ZR55TI5CU22NI8AL10 BULK METALLIC GLASS AFTER PARTIAL CRYSTALLISATION

Authorship

Filho, Walter José Botta; Kiminami, Cláudio Shyinti; Júnior, Alberto Moreira Jorge; Bolfarini, Claudemiro

Filho, Walter José Botta

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Kiminami, Cláudio Shyinti

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Júnior, Alberto Moreira Jorge

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Bolfarini, Claudemiro

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DOI

10.5151/2594-5327-0334

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Abstract

Neste trabalho são consideradas a cristalização parcial e as propriedades mecânicas do vidro metálico Zr55Ti5Cu22Ni8Al10. Composições selecionadas de vidros metálicos podem ser tratadas termicamente até uma estrutura mista de fases cristalinas embebidas em uma matriz amorfa, um tipo de microestrutura que pode aumentar a plasticidade dessas matrizes em baixas temperaturas. Amostras fundidas de vidros metálicos foram cristalizadas por meio de tratamento térmico, pelo aquecimento por efeito Joule, através de passagem de corrente elétrica diretamente na amostra e, desta forma, formando nanocristais controladamente, com o acompanhamento do aumento da temperatura da amostra quando comparada com uma amostra de referência. As amostras foram caracterizadas por DRX e por DSC. As propriedades mecânicas foram determinadas por microdureza Vickers e por ensaios de compressão. As propriedades mecânicas foram avaliadas como uma função da fração cristalizada. Além disso, as características dos modos de fratura observadas são discutidas e associadas com a propagação de bandas de cisalhamento e a presença de partículas cristalinas. O limite de resistência em compressão da amostra amorfa foi de 1293MPa, obtido praticamente sem deformação plástica. A fratura ocorreu em um plano inclinado de 45graus com a direção de aplicação da carga. A cristalização parcial (aproximadamente 14% em volume de fases cristalinas) manteve o limite de resistência no mesmo nível, porém, a ductilidade aumentou significativamente.

In this paper, the controlled partial crystallisation and the mechanical properties of bulk metallic glasses are reported. Selected bulk metallic glass compositions can be heat-treated to a mixed structure of a crystalline phase within a residual amorphous matrix, a type of microstructure which can lead to increased low temperature plasticity. As-quenched bulk metallic glass samples have been crystallised by direct current Joule-heating annealing treatments, with the formation of the nanocrystals being accompanied by the increase in the sample temperature, compared with a reference sample. Mechanical properties have been evaluated as a function of the crystallised fraction and the observed fracture characteristics are discussed in association with the propagation of shear bands and presence of crystalline particles.

Keywords

Vidros metálicos; Materiais amorfos; Propriedades mecânicas; Cristalização

Bulk metallic glasses; Mechanical properties; Crystallisation