Mechanical behavior and deformation mechanism of shape memory bulk metallic glass composites synthesized by powder metallurgy

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Tianbing He - , Professur für Metallische Werkstoffe und Metallphysik (gB/IFW), Technische Universität Dresden, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Tiwen Lu - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, South China University of Technology (Autor:in)
  • Daniel Şopu - , Österreichische Akademie der Wissenschaften (Autor:in)
  • Xiaoliang Han - , Professur für Metallische Werkstoffe und Metallphysik (gB/IFW), Technische Universität Dresden, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Haizhou Lu - , South China University of Technology (Autor:in)
  • Kornelius Nielsch - , Professur für Metallische Werkstoffe und Metallphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Jürgen Eckert - , Professur für Werkstoffsynthese und Analytik (gB/IFW), Österreichische Akademie der Wissenschaften, Montanuniversität Leoben (Autor:in)
  • Nevaf Ciftci - , Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien (Autor:in)
  • Volker Uhlenwinkel - , Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien, Universität Bremen (Autor:in)
  • Konrad Kosiba - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Sergio Scudino - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)

Abstract

The synthesis of martensitic or shape-memory bulk metallic glass composites (BMGCs) via solidification of the glass-forming melts requires the meticulous selection of the chemical composition and the proper choice of the processing parameters in order to ensure that the glassy matrix coexists with the desired amount of austenitic phase. Unfortunately, a relatively limited number of such systems, where austenite and glassy matrix coexist over a wide range of compositions, is available. Here, we study the effectiveness of powder metallurgy as an alternative to solidification for the synthesis of shape memory BMGCs. Zr48Cu36Al8Ag8 matrix composites with different volume fractions of Ni50.6Ti49.4 are fabricated using hot pressing and their microstructure, mechanical properties and deformation mechanism are investigated employing experiments and simulations. The results demonstrate that shape-memory BMGCs with tunable microstructures and properties can be synthesized by hot pressing. The phase stability of the glass and austenitic components across a wide range of compositions allows us to examine fundamental aspects in the field of shape memory BMGCs, including the effect of the confining stress on the martensitic transformation exerted by the glassy matrix, the contribution of each phase to the plasticity and the mechanism responsible for shear band formation. The present method gives a virtually infinite choice among the possible combinations of glassy matrices and shape memory phases, expanding the range of accessible shape memory BMGCs to systems where the glassy and austenitic phases do not form simultaneously using the solidification route.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)42-54
Seitenumfang13
Fachzeitschrift Journal of materials science & technology : JMST ; an international journal
Jahrgang114
PublikationsstatusVeröffentlicht - 1 Juli 2022
Peer-Review-StatusJa

Schlagworte

Schlagwörter

  • Martensitic transformation, Mechanical properties, Metallic glass composites, Niti alloys, Shear bands