Una ilustración esquemática de vidrio metálico con varios estados de relajación según la velocidad de enfriamiento. Crédito:Universidad de Tohoku
Un equipo de la Universidad de Tohoku ha perfeccionado una nueva técnica de tratamiento térmico con procesos de calentamiento rápido y enfriamiento asimétrico en vidrio metálico. Esta técnica permitió al equipo inducir un gradiente de estructura vidriosa local, trayendo un aparente comportamiento de endurecimiento del trabajo.
El endurecimiento por trabajo es el proceso mediante el cual un material se refuerza mediante deformación plástica y generalmente no se observa en vidrios metálicos debido a su estructura aleatoria intrínseca.
Aunque los vidrios metálicos a granel (BMG) han atraído mucha atención debido a su alta resistencia, amplio límite elástico y excelente termoplasticidad, una gran desventaja en cuanto a sus propiedades mecánicas ha sido la falta de ductilidad debido a un trabajo intrínseco que se ablanda a temperatura ambiente.
Dr. Wookha Ryu, El profesor asistente Rui Yamada y el profesor Junji Saida del Frontier Research Institute for Interdisciplinario Ciencias (FRIS) ahora han producido con éxito Zr único 60 Cu 30 Alabama 10 vidrio metálico a granel con un estado de rejuvenecimiento de gradiente 2-D, lo que conduce a una excelente ductilidad y un endurecimiento a medida de una BMG monolítica a temperatura ambiente.
"Hemos desarrollado una técnica de control de estructura novedosa con tratamiento térmico criogénico asimétrico y producido una estructura vítrea única con el estado de rejuvenecimiento de gradiente 2-D. El BMG exhibe un comportamiento de endurecimiento personalizado durante toda la etapa de deformación plástica general, así como una excelente ductilidad en la habitación temperatura, "dijo el profesor Saida.
Una ilustración esquemática del método de enfriamiento rápido asimétrico. Crédito:Universidad de Tohoku
La concentración de volumen libre local relacionada con el estado de rejuvenecimiento controla el ángulo de la banda de cizallamiento y el esfuerzo cortante efectivo máximo. Por eso, Se prohíbe la propagación de la banda de cizallamiento y se bloquea la formación de un plano de cizallamiento completo que atraviese toda la muestra. La generación de deformación plástica va acompañada de un aumento del esfuerzo cortante crítico, lo que da como resultado un endurecimiento aparente sostenible.
El equipo investigó un mecanismo de endurecimiento personalizado y estableció un vínculo experimental entre el gradiente del estado de rejuvenecimiento y las propiedades mecánicas del vidrio metálico a base de Zr.
