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Fabricación Aditiva por Láser de Compuestos de Vidrio Metálico Masivo Basados en Zr en Capas

Autores: Ma, He; Qin, Dandan; Shang, Chun; Lu, Yunzhuo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Composites de vidrio metálico
BMGCs en capas
Propiedades mecánicas
Fabricación aditiva por láser
Resistencia al rendimiento
Ductilidad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 3

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Como material funcional potencial, se ha dedicado mucho esfuerzo a mejorar las propiedades mecánicas de los compuestos de vidrio metálico a granel (BMGCs). Entre ellos, los BMGCs en capas se consideran efectivos para lograr un efecto sinérgico de resistencia y ductilidad. Sin embargo, es difícil con las tecnologías de preparación de vidrio metálico (MG) existentes obtener una estructura en capas adecuada. Además, la interfaz frágil entre las capas formadas utilizando el método de fabricación tradicional siempre agrava la deterioración de las propiedades mecánicas, lo que restringe la amplia aplicación de los BMGCs en capas. En el caso de la fabricación aditiva por láser (LAM), la cooperación de granos gruesos en la zona afectada por el calor (HAZ) y granos finos en la zona de remelting inducida por una historia térmica única es de clave importancia para eliminar la interfaz frágil y, por lo tanto, superar el agrietamiento prematuro. Así, sintetizamos con éxito un material en capas Nb-Zr48Cu46.5Al4Nb1.5 con una resistencia al rendimiento de 1332 (+/-91) MPa y una ductilidad de compresión de 4.17 (+/-0.14)% a través de LAM. Los resultados de las curvas de compresión de Nb y BMGC preparados por LAM demuestran de manera decisiva que el material en capas obtiene un cierto grado de plasticidad mientras mantiene una resistencia relativamente alta. Esta notable propiedad mecánica se atribuye principalmente a la deformación asincrónica y la interacción de las capas adyacentes de Nb y MG. Vale la pena enfatizar que se descubre una extensión de grietas distintiva en forma de círculo durante el proceso de deformación, lo que juega un papel significativo en romper el compromiso entre resistencia y ductilidad. Además, la fuente de la resistencia al rendimiento se calcula teóricamente utilizando la regla de la mezcla y el principio de fortalecimiento por dislocaciones. Los resultados indican que la resistencia aportada por las dislocaciones geométricamente necesarias es de alrededor de 101.7 MPa. Además, la resistencia calculada por la regla de la mezcla es de aproximadamente 1201.9 MPa. Este trabajo ofrece un nuevo paradigma para los BMGCs con excelente resistencia y ductilidad como materiales de ingeniería prácticos.

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