비정질 합금은 결정질 합금과는 다른 무질서한 원자구조로 인해 결정질 합금에 비해 매우 높은 강도 및 경도 값을 나타내며, 일반 결정 합금에서는 얻어질 수 없는 피로강도, 굽힘강도, 충격강도 값을 지니고 있다. 이렇듯 우수한 기계적 특성으로 인해 최근 들어 벌크 비정질 재료의 구조용 재료로의 응용 가능성에 대해 관심이 증폭되고 있는 실정이다. 하지만 기존에 제안된 벌크 비정질 합금은 제한된 비정질 형성능 때문에 ...
비정질 합금은 결정질 합금과는 다른 무질서한 원자구조로 인해 결정질 합금에 비해 매우 높은 강도 및 경도 값을 나타내며, 일반 결정 합금에서는 얻어질 수 없는 피로강도, 굽힘강도, 충격강도 값을 지니고 있다. 이렇듯 우수한 기계적 특성으로 인해 최근 들어 벌크 비정질 재료의 구조용 재료로의 응용 가능성에 대해 관심이 증폭되고 있는 실정이다. 하지만 기존에 제안된 벌크 비정질 합금은 제한된 비정질 형성능 때문에 압축응력 하에서 기계적 특성에 관한 연구만 주로 행하여 졌을 뿐, 재료의 안정성과 신뢰성 보장을 통해 각종 기기 부품, 구조물 등 실제 산업에 적용하기 위해 파괴 인성의 측정이 필요하나 이에 대한 물성 측정은 미비한 실정이다. 이러한 사실에 기초하여 비정질 합금에서 파괴 인성에 대한 연구를 수행하였다.본 연구를 위해서 조성은 Ti-rich인 Ti45Zr16Cu10Ni9Be20과 Zr-rich인 Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5를 선택 하였고, 고순도의 Ti, Zr, Be-Cu-Ni 모합금의 원소를 아르곤 분위기 하에서 아크 용해하여 모합금을 제조하였고, melt spinner를 이용하여 리본형태의 시편을 제작하였다. 또한 suction casting법을 이용하여 판상 형태의 벌크 시편을 제조하였다. 제조 되어진 벌크 비정질 합금은 열분석기, X-선 회절, TEM을 통하여 비정질임을 확인하였으며 suction casting법을 이용하여 제조한 판상 형태의 시편을 비파괴 검사를 통하여 주조결함 유무를 확인 하였고, 방전 가공을 통하여 파괴인성 실험을 위한 단일 노치를 가지고 있는 굽힘 시편을 만들었다. 이렇게 가공된 시편으로 파괴 인성 실험을 수행하였다. 주사 전자 현미경을 이용하여 실험 후 시편에 형성된 전단띠와 파단면을 관찰 하였다. 그 결과 Ti45Zr16Cu10Ni9Be20 조성의 벌크 비정질 합금의 파괴 인성은 약 30~50MPa√m가 나왔으며, Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5의 벌크 비정질 합금의 파괴 인성은 구하지 못하였다.
비정질 합금은 결정질 합금과는 다른 무질서한 원자구조로 인해 결정질 합금에 비해 매우 높은 강도 및 경도 값을 나타내며, 일반 결정 합금에서는 얻어질 수 없는 피로강도, 굽힘강도, 충격강도 값을 지니고 있다. 이렇듯 우수한 기계적 특성으로 인해 최근 들어 벌크 비정질 재료의 구조용 재료로의 응용 가능성에 대해 관심이 증폭되고 있는 실정이다. 하지만 기존에 제안된 벌크 비정질 합금은 제한된 비정질 형성능 때문에 압축응력 하에서 기계적 특성에 관한 연구만 주로 행하여 졌을 뿐, 재료의 안정성과 신뢰성 보장을 통해 각종 기기 부품, 구조물 등 실제 산업에 적용하기 위해 파괴 인성의 측정이 필요하나 이에 대한 물성 측정은 미비한 실정이다. 이러한 사실에 기초하여 비정질 합금에서 파괴 인성에 대한 연구를 수행하였다.본 연구를 위해서 조성은 Ti-rich인 Ti45Zr16Cu10Ni9Be20과 Zr-rich인 Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5를 선택 하였고, 고순도의 Ti, Zr, Be-Cu-Ni 모합금의 원소를 아르곤 분위기 하에서 아크 용해하여 모합금을 제조하였고, melt spinner를 이용하여 리본형태의 시편을 제작하였다. 또한 suction casting법을 이용하여 판상 형태의 벌크 시편을 제조하였다. 제조 되어진 벌크 비정질 합금은 열분석기, X-선 회절, TEM을 통하여 비정질임을 확인하였으며 suction casting법을 이용하여 제조한 판상 형태의 시편을 비파괴 검사를 통하여 주조결함 유무를 확인 하였고, 방전 가공을 통하여 파괴인성 실험을 위한 단일 노치를 가지고 있는 굽힘 시편을 만들었다. 이렇게 가공된 시편으로 파괴 인성 실험을 수행하였다. 주사 전자 현미경을 이용하여 실험 후 시편에 형성된 전단띠와 파단면을 관찰 하였다. 그 결과 Ti45Zr16Cu10Ni9Be20 조성의 벌크 비정질 합금의 파괴 인성은 약 30~50MPa√m가 나왔으며, Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5의 벌크 비정질 합금의 파괴 인성은 구하지 못하였다.
Bulk metallic glasses have excellent mechanical properties such as high yield strength and high elastic strain limit combined with relatively high fracture toughness and corrosion resistance. Bulk metallic glasses have shown potential as structural materials due to their impressive range of mechanic...
Bulk metallic glasses have excellent mechanical properties such as high yield strength and high elastic strain limit combined with relatively high fracture toughness and corrosion resistance. Bulk metallic glasses have shown potential as structural materials due to their impressive range of mechanical properties. Because of limited glass forming ability, bulk metallic glasses have been investigating mainly mechanical property under compressive mode. However, it is necessary to investigate under various stress mode for application of engineering materials. The aim of the present study are to study tensile property and fracture toughness, secondly to investigate yielding phenomenon.In the present study, master alloy of Ti45Zr16Cu10Ni9Be20 and Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5 were prepared by arc-melting under Ar atmosphere. Raw materials of purity ranging from 99.8% to 99.99% were used in the arc-melting process. Rapidly solidifide riborn specimens were prepared by remelting the alloys in quartz tube, and the suction castin was performed to make bulk samples. Those compositions were conformed by using the thermal analysis, XRD and TEM. Tensile and fracture toughness specimens were prepared by using nondestrcutive inspection and electric discharge machining. Mechanical popeties of the bulk metallic glass was examined from compression test and fracture toughness and analyzed fractured surface and shear band from SEM.Fracture toughness of Ti45Zr16Cu10Ni9Be20 BMG was remarkable 30~50MPa√m. However, fracture toughness of Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5 BMG was invalid test, because Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5 BMG don't satisfied the plane strain condition.
Bulk metallic glasses have excellent mechanical properties such as high yield strength and high elastic strain limit combined with relatively high fracture toughness and corrosion resistance. Bulk metallic glasses have shown potential as structural materials due to their impressive range of mechanical properties. Because of limited glass forming ability, bulk metallic glasses have been investigating mainly mechanical property under compressive mode. However, it is necessary to investigate under various stress mode for application of engineering materials. The aim of the present study are to study tensile property and fracture toughness, secondly to investigate yielding phenomenon.In the present study, master alloy of Ti45Zr16Cu10Ni9Be20 and Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5 were prepared by arc-melting under Ar atmosphere. Raw materials of purity ranging from 99.8% to 99.99% were used in the arc-melting process. Rapidly solidifide riborn specimens were prepared by remelting the alloys in quartz tube, and the suction castin was performed to make bulk samples. Those compositions were conformed by using the thermal analysis, XRD and TEM. Tensile and fracture toughness specimens were prepared by using nondestrcutive inspection and electric discharge machining. Mechanical popeties of the bulk metallic glass was examined from compression test and fracture toughness and analyzed fractured surface and shear band from SEM.Fracture toughness of Ti45Zr16Cu10Ni9Be20 BMG was remarkable 30~50MPa√m. However, fracture toughness of Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5 BMG was invalid test, because Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5 BMG don't satisfied the plane strain condition.
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