江双双 朱力 刘思楠 杨詹詹 兰司 王寅岗†

1) (南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京 211106)

2) (南京理工大学材料科学与工程学院,格莱特纳米科学研究所,南京 210094)

本文研究了经局部塑性变形后,Fe78Si9B13 金属玻璃在原子尺度上的结构演变及其对合金显微硬度的影响.借助砂纸作为传力的媒介,充分放大了作用于带材表面上的等效压力,发生塑性变形后合金表面产生了大量的剪切带.基于倒空间和实空间的同步辐射X 射线衍射分析,在塑性变形后,合金结构的致密度增大,过剩自由体积被排出,并由此揭示了Fe78Si9B13 金属玻璃在短程及中程尺度上原子协同重排行为.结合高分辨透射电子显微镜观察的结果,Fe78Si9B13 金属玻璃在发生塑性变形后,结构不均匀的程度将会加剧.此外,不同于单轴加载下金属玻璃的加工软化,Fe78Si9B13 金属玻璃在发生局部塑性变形后,维氏硬度增大,表现出局部的加工硬化行为.从自由体积的角度看,合金表面的大量剪切带可能是由于剪切带影响区域的重叠和交叉发生相互作用,并加速原子迁移,使自由体积湮灭的速率大于产生速率.

1 引言

与晶体不同,金属玻璃的塑性变形是以局部模式发生的,而应变则主要通过剪切带承载[1].在大多数情况下,剪切带会很快发展成裂纹,并导致金属玻璃灾难性的破坏.同时,金属玻璃在塑性变形前后的力学性能也会表现出明显的差异.Pan 等[2]发现剪切带中的结构膨胀会导致自由体积的突变……