مطالعه تغييرفرم آلياژ آمورف توده اي Zr55 Al10 Ni5 Cu30 با استفاده ازآزمون فروروندگي توسط دو فرورونده با دو زاويهي متفاوت

Study of mechanical deformation of the Zr55Al10Ni5Cu30 bulk metallic glass through instrumented indentation using different sharp indenters

آزمون فروروندگي يكي از روشهاي رايج جهت دستيابي به خواص مكانيكي مواد مي باشد . در اين آزمون ، فرورونده با سرعت بسيار كم روي نمونه فشرده شده و عمق فرورفتگي و بار اندازه گيري و ثبت مي شود. سپس با توجه به روابط و منحني بار- جابجايي ، تنش تسليم و توان كار سختي محاسبه مي شود. در اين پژوهش به منظور دستيابي به خواص مكانيكي آلياژ آمورف توده هاي Zr55 Al10 Ni5 Cu30 از آزمون فروروندگي توسط دو فروروندهي هرمي ويكرز و مخروطي را كول استفاده شد. منحنيهاي بار - جابجايي حاصل از دو آزمون رسم و مقادير مربوط به تنش تسليم و توان كارسختس آلياژ مورد آزمون محاسبه گرديد. مقادير حاصل براي تنش تسليم و توان كارسختي با آنچه در مراجع براي آلياژهاي مشابه ذكر شده ، مطابقت خوبي دارد. شبيه سازي ازمون فروروندگي با فرض پيروي ماده مورد آزمون از رابطه ي مور- كولمب و همچنين فون -ميزز، انجام شد. انطباق قابل قبول منحني حاصل از شبيه سازي آزمون با فرض پيروي ماده از رابطه ي مور-كولمب با منحني تجربي ، حاكي از صحت نتايج بدست آمده براي خواص مكانيكي مادهي مورد آزمون و معتبر بودن رابطه ي مور- كولمب براي توصيف خواص مكانيكي اين نوع مواد مي باشد.

Indentation testing is a common method to assess the mechanical properties of materials. In this test, indenter indents sample surface slowly and force-penetration curve is recorded, simultaneously. In this study, indentation testing was carried out in an attempt to measure the yield strength, σy, and the strain hardening exponent, n, of Zr55Al10Ni5Cu30 bulk metallic glass. Indentation studies are conducted fore two different indenters: Vickers pyramid and Rockwell conical indenters. The measured values of σy and n were in good agreement with the corresponding values reported for other BMGs with similar composition. Finite element method was carried out to simulate the indentation test using Mohr-Coulomb and von Mises criteria. Finite element simulation using Mohr-Coulomb model with parameters coming from force-penetration curves, describes pretty well experimental data. Therefore, Mohr-Coulomb model is the best criterion to describe mechanical behavior of this group of materials.