Une équipe de l'Université du Tohoku a mis au point une nouvelle technique de traitement thermique avec des processus de chauffage rapide et de refroidissement asymétrique dans le verre métallique. Cette technique a permis à l'équipe d'induire un gradient de structure vitreuse locale, apportant un comportement d'écrouissage apparent.

L'écrouissage est le processus par lequel un matériau est renforcé par déformation plastique et n'est généralement pas observé dans les verres métalliques en raison de leur structure aléatoire intrinsèque.

Bien que les verres métalliques en vrac (BMG) aient attiré beaucoup d'attention en raison de leur haute résistance, large limite élastique et excellente thermoplastique, un inconvénient majeur au niveau de leurs propriétés mécaniques a été un manque de ductilité dû à un travail intrinsèque de ramollissement à température ambiante.

Dr Wookha Ryu, Le professeur adjoint Rui Yamada et le professeur Junji Saida de l'Institut de recherche frontalière pour les sciences interdisciplinaires (FRIS) ont maintenant produit avec succès un Zr unique 60 Cu 30 Al dix verre métallique en vrac avec un état de rajeunissement à gradient 2D, ce qui conduit à une excellente ductilité et à un durcissement sur mesure d'un BMG monolithique à température ambiante.

"Nous avons développé une nouvelle technique de contrôle de structure avec un traitement thermique cryogénique asymétrique et produit une structure vitreuse unique avec l'état de rajeunissement du gradient 2-D. Le BMG présente un comportement de durcissement sur mesure tout au long de l'étape de déformation plastique globale ainsi qu'une excellente ductilité à la pièce Température, ", a déclaré le professeur Saïda.

La concentration locale de volume libre liée à l'état de rajeunissement contrôle l'angle de la bande de cisaillement et la contrainte de cisaillement effective maximale. D'où, la propagation de la bande de cisaillement est interdite et la formation d'un plan de cisaillement complet traversant l'ensemble de l'échantillon est bloquée. La génération de déformation plastique s'accompagne d'une augmentation de la contrainte critique de cisaillement, ce qui se traduit par un durcissement apparent durable.

L'équipe a étudié un mécanisme de durcissement sur mesure et a établi un lien expérimental entre le gradient de l'état de rajeunissement et les propriétés mécaniques du verre métallique à base de Zr.