تاثیر افزودن نیکل بر ریزساختار و قابلیت شیشه سازی آلیاژ آمورف حجمی Fe-Mo-P-C-B

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 4، دوره 31، شماره 2 - شماره پیاپی 22، مهر 1399، صفحه 35-44   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v31i2.67248

نویسندگان

مهسا انصاری نیا؛ امیر سیف الدینی^* ؛ سعید حسنی؛ صادق قاسمی بنادکوکی

دانشگاه یزد

چکیده

در تحقیق حاضر تاثیر افزودن نیکل بر قابلیت شیشه‌ای شدن آلیاژ کامپوزیتی FeMoPCB بررسی و مقدار بهینه آن تعیین شد. سپس پایداری حرارتی این آلیاژ در حضور مقادیر مختف نیکل با استفاده از آزمون‌های تجربی ‘گرماسنجی روبشی تفاضلی، الگوی پراش پرتو ایکس، مشاهدات نوری و میکروسکوپ الکترونی عبوری و روش‌های محاسباتی مانند معیارهای α، β، γ و... بررسی شد. نتایج آزمون XRD، TEM نشان داد که با افزودن 10 درصد اتمی نیکل قابلیت شیشه‌ای شدن آلیاژ فوق افزایش می‌یابد و در درصدهای دیگر نیکل فازهای بلوری مختلفی شناسایی شدند. حضور فازهای بلوری با استفاده از آزمون سختی سنجی نیز بررسی شد. در نهایت مشخص شد که بدون در نظر گرفتن نتایج تجربی، نتایج روش‌های محاسباتی از دقت لازم برخوردار نیست.

کلیدواژه‌ها

آلیاژهای آمورف؛ فازهای بلوری؛ ریز ساختار؛ قابلیت شیشه ای شدن؛ نیکل؛ سختی سنجی؛ TEM؛ SEM؛ XRD؛ DSC

سایر فایل های مرتبط با مقاله

4-syfodini-Revised.pdf

مراجع

1. Long, Z., Shao, Y., Xie, G., Zhang, P., Shen, B., Inoue, A., "Enhanced soft-magnetic and corrosion properties of Fe-based bulk glassy alloys with improved plasticity through the addition of Cr", Journal of Alloys and Compounds, Vol. 462, pp. 52–59, (2008).
2. Qiao, D.C., Green, B., Morrison, M., Liaw, P.K., "Electrochemical behavior of a Fe48Cr15Mo14Er2C15B6 bulk metallic glass", Review Advance on Material Science, Vol. 18, pp. 149–153, (2008).
3. Zhang, T., Liu, F., Pang, S., Li, R., "Ductile Fe-based bulk metallic glass with good soft-magnetic properties", Materials transactions, Vol. 48, pp. 1157–1160, (2007).
4. م.حداد, ز.ج., "بررسی اکسایش سطحی نوار بی شکل Co67Cr7Fe4Si8B14 در طول فرایند بلورینگی", مهندسی متالورژی و مواد, Vol. 24, (1392).
5. ع.جزایری, ب.ب.ح.ا., "بررسی مکانیزم تبلور و تاثیر عملیات حرارتی بر ساختار و خواص مغناطیسی نوارهای آمورف Co68.15Fe4.35Si12.5B15", مهندسی مکانیک, شماره،40.،(1389).
6. Guo, S.F., Liu, L., Li, N., Li, Y., "Fe-based bulk metallic glass matrix composite with large plasticity", Scripta Materialia, Vol. 62, pp. 329–332, (2010).
7. Lesz, S., Nowosielski, R., Materials, F., Technologies, P., "Formation and physical properties of Fe-based bulk metallic glasses with Ni addition", Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol. 31, pp. 35–40, (2008).
8. Inoue, A., Kong, F.L., Man, Q.K., Shen, B.L., Li, R.W., Al-marzouki, F., "Development and applications of Fe- and Co-based bulk glassy alloys and their prospects", Journal of Alloys and Compounds, Vol. 615, pp. 2–8, (2014).
9. Guo, S.F., Li, N., Zhang, C., Liu, L., "Enhancement of plasticity of Fe-based bulk metallic glass by Ni substitution for Fe", Journal of Alloys and Compounds, Vol. 504, pp. S78–S81, (2010).
10. Su, C., Chen, Y., Yu, P., Song, M., Chen, W., Guo, S.F., "Linking the thermal characteristics and mechanical properties of Fe-based bulk metallic glasses", Journal of Alloys and Compounds, Vol. 663, pp. 867–871, (2016).
11. Seifoddini, A., Stoica, M., Nili-Ahmadabadi, M., Heshmati-Manesh, S., Kühn, U., Eckert, J., "New (Fe0.9Ni0.1)77Mo5P9C7.5B1.5 glassy alloys with enhanced glass-forming ability and large compressive strain", Materials Science and Engineering: A, Vol. 560, pp. 575–582, (2013).
12. Dai, L.H., Bai, Y.L., "Basic mechanical behaviors and mechanics of shear banding in BMGs", International Journal of Impact Engineering, Vol. 35, pp. 704–716, (2008).
13. Lee, C.J., Huang, J.C., Nieh, T.G., "Sample size effect and microcompression of Mg 65 Cu 25 Gd 10 metallic glass", Applied Physics Letters, Vol. 91, pp. 161913, 2007.
14. Chen, Q.J., Fan, H.B., Ye, L., Ringer, S., Sun, J. F., Shen, J., McCartney, D.G., "Enhanced glass forming ability of Fe–Co–Zr–Mo–W–B alloys with Ni addition", Materials Science and Engineering: A, Vol. 402, pp. 188–192, (2005).
15. Guo, S.F., Liu, L., Li, N., Li, Y., "Fe-based bulk metallic glass matrix composite with large plasticity", Scripta Materialia, Vol. 62, pp. 329–332, 2010.
16. Park, J. M., Wang, G., Li, R., Mattern, N., Eckert, J., Kim, D.H., "Enhancement of plastic deformability in Fe–Ni–Nb–B bulk glassy alloys by controlling the Ni-to-Fe concentration ratio", Applied Physics Letters, Vol. 96, pp. 31905, (2010).
17. Eckert, J., Das, J., Kim, K.B., Baier, F., Tang, M.B., Wang, W.H., Zhang, Z.F., "High strength ductile Cu-base metallic glass", Intermetallics, Vol. 14, pp. 876–881, (2006).
18. Stoica, M., Eckert, J., Roth, S., Zhang, Z.F., Schultz, L., Wang, W.H., "Mechanical behavior of Fe 65.5 Cr 4 Mo 4 Ga 4 P 12 C 5 B 5.5 bulk metallic glass", Intermetallics, Vol. 13, pp. 764–769, (2005).
19. Gu, X.J., McDermott, A.G., Poon, S.J., Shiflet, G.J., "Critical Poisson’s ratio for plasticity in Fe–Mo–C–B–Ln bulk amorphous steel", Applied Physics Letters, Vol. 88, pp. 211905, (2006).
20. Yao, K.F., Zhang, C.Q., "Fe-based bulk metallic glass with high plasticity", Applied Physics Letters, Vol. 90, pp. 61901, (2007).
21. Yang, W., Liu, H., Zhao, Y., Inoue, A., Jiang, K., Huo, J., Ling, H., Li, Q., et al., "Mechanical properties and structural features of novel Fe-based bulk metallic glasses with unprecedented plasticity", Scientific reports, Vol. 4, pp. 6233, (2014).
22. C. Suryanarayana and A. Inoue, Bulk Metallic Glasses. CRC Press, )2011(.
23. D. V. Louzguine-Luzgin and A. Inoue, Bulk Metallic Glasses. Formation, Structure, Properties, and Applications., 1st ed., Elsevier B.V., vol. 21., )2013(.
24. Askari-Paykani, M., Nili-Ahmadabadi, M., Seiffodini, A., "On the subsurface deformation of two different Fe-based bulk metallic glasses indented by Vickers micro hardness", Intermetallics, Vol. 46, pp. 118–125, (2014).
25. Seiffodini, A., Zaremehrjardi, S., "Effects of heat treatment on crystallization behavior, microstructure and the resulting microhardness of a (Fe 0.9 Ni 0.1 ) 77 Mo 5 P 9 C 7.5 B 1.5 bulk metallic glass composite", Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 432, pp. 313–318, (2016).
26. Mondal, K., Murty, B.S., "On the parameters to assess the glass forming ability of liquids", Journal of non-crystalline solids, Vol. 351, pp. 1366–1371, (2005).
27. Dong, B., Zhou, S., Li, D., Lu, C., Feng, G.U.O., Ni, X., Lu, Z., "A new criterion for predicting glass forming ability of bulk metallic glasses and some critical discussions", Journal of Progress in Natural Science: Materials International, Vol. 21, pp. 164–172, (2011).
28. Yuan, Z.-Z., Bao, S.-L., Lu, Y., Zhang, D.-P., Yao, L., "A new criterion for evaluating the glass-forming ability of bulk glass forming alloys", Journal of Alloys and Compounds, Vol. 459, pp. 251–260, (2008).
29. Inoue, A., "Stabilization of Metallic Supercooled Liquid and Bulk Amorphous Alloy", Acta materialia, Vol. 48, pp. 279–306, (2000).
30. Haratian, S., Haddad-Sabzevar, M., "Thermal stability and non-isothermal crystallization kinetics of Ti41.5Cu42.5Ni7.5Zr2.5Hf5Si1 bulk metallic glass", Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 429, pp. 164–170, (2015).
31. Hrubý, A., "Evaluation of glass-forming tendency by means of DTA", Czechoslovak Journal of Physics, Vol. 22, pp. 1187–1193, (1972).
32. Kim, J.-H., Park, J.S., Lim, H.K., Kim, W.T., Kim, D.H., "Heating and cooling rate dependence of the parameters representing the glass forming ability in bulk metallic glasses", Journal of non-crystalline solids, Vol. 351, pp. 1433–1440, (2005).