Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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2004.10a
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pp.203-206
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2004
Copper-based bulk amorphous alloy composite was synthesized by using the copper-coated $Cu_{54}Ni_{6}Zr_{22}Ti_{18}$ amorphous powder which was obtained by argon gas atomization. The amorphous powder having a super-cooled liquid region of 53 K was coated by crystalline copper by electroless coating. The consolidation was carried out by manufacturing performs and by the subsequent warm extrusion at 743 K. During the compression test at the room temperature, the composite containing a large fraction of crystalline copper displayed a larger plastic strain after yielding. FEM simulation revealed change in fracture modes in the composites depending on the amount of crystalline copper in the composites.
Chang J. J;Lee B. J;Hwang J. I;Park I. M;Cho K. M;Cho Y. R
Korean Journal of Materials Research
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v.14
no.3
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pp.181-185
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2004
The mechanical properties of a bulk amorphous alloy ($Zr_{41.2}$$Ti_{13.8}$ /$Cu_{10}$$Ni_{10}$$Be_{22.5}$ /at.%) before and after an annealing treatment were investigated. For the bulk amorphous alloy, the compressive strength was about 2.0 GPa, irrespective of the strain rates in the range of $10^{-4}$ to $10^3$$ sec^{-1}$ . Fine-sized nanocrystalline particles (10~100 nm) were precipitated homogeneously in the bulk amorphous matrix after the annealing treatments. Compared to the bulk amorphous materials, these composite materials, composed of the nanocrystalline phases and a bulk amorphous matrix had much different mechanical properties. The strength and strain of coposite materials measured by a compressive test showed a peak-maximum values at 7 vol.% of the nanocrystalline phases. The values in higher volume fraction of the crystalline phases in the amorphous matrix were decreased, as measured by both quasi-static and high strain rate. The decrease in fracture strength is due to presence of the dispersed large-crystalline phases in the amorphous matrix.
In this study, the glass-forming ability and mechanical properties of newly developed Fe-Mn-Cr-Mo-B-C-P-Si-Al bulk amorphous alloys were investigated, and metalloid elements such as B, C, and P were found to have a strong influence on the properties of the Fe-based amorphous alloys. When the total metalloid content (B, C, and P) is less than 5 %, only the crystal phase is formed, but the addition of more than 10 % metalloid elements enhances the glass forming ability. In particular, the alloys with 10 % metalloid content exhibit the best combination of very high compressive strength (~2.8 GPa) and superior fracture elongation (~30 %) because they consist of crystal/amorphous composite phases.
Kim, Song Yi;Guem, Bo Kyeong;Lee, Min Ha;Kim, Bum Sung
Journal of Powder Materials
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v.20
no.1
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pp.33-36
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2013
A bulk metallic glass-forming alloy, $Ni_{59}Zr_{20}Ti_{16}Si_2Sn_3$ metallic glass powders was used for good commercial availability and good formability in supercooled liquid region. In this study, the Ni-based metallic glass was synthesized using by high pressure gas atomized metallic glass powders. In order to create a bulk metallic glass sample, the $Ni_{59}Zr_{20}Ti_{16}Si_2Sn_3$ metallic glass powders with ball-milled Ni-based amorphous powder with 40%vol brass powder and Cu powder for 20 hours. The composite specimens were prepared by Spark Plasma Sintering for the precursor. The SPS was performed at supercooled liquid region of Ni-based metallic glass. The amorphous structure of the final sample was characterized by SEM, X-ray diffraction and DSC analysis.
Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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2006.05a
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pp.417-420
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2006
The composition and structure of dendrite phase within $Zr_{76.11}Ti_{4.20}Cu_{4.51}Ni_{3.16}Be_{1.49}Nb_{10.53}$ bulk metallic glass (BMG) were confirmed by using an EPMA, XRD and TEM, respectively. The chief elements of dendrite phase were Zr-Ti-Nb and had a BCC structure. The thermal properties of this BMG have been then subsequently investigated by using a differential scanning calorimeter (DSC). The glass transition and crystallization onset temperatures were determined as $339.7^{\circ}C$ and $375.8^{\circ}C$ for this alloy, respectively. Mechanical properties have also been examined by conducting a series of uniaxial compression tests at various temperatures within supercooled liquid region under the strain rates between $10^{-4}/s$ and $3{\times}10^{-2}/s$. The deformation behavior of BMG composite within supercooled liquid region is similar to one of Vit-1 exhibiting amorphous single phase alloy. The flow stresses of BMG composite, however, are entirely higher than those of Vit-1 because dendrite phases are interfere with moving of atoms.
Hong, Sung Hwan;Kim, Jeong Tae;Park, Hae Jin;Kim, Young Seok;Park, Jin Man;Suh, Jin Yoo;Na, Young Sang;Lim, Ka Ram;Kim, Ki Buem
Applied Microscopy
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v.45
no.2
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pp.37-43
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2015
In present work, work-hardening behavior of TiCu-based bulk metallic glass composite with B2 particles has been studied by systemic structural and mechanical investigations. After yield, pronounced work-hardening of the alloy was clearly exhibited, which was mainly related to the martensitic transformation as well as the deformation twinning in B2 particles during deformation. At the early plastic deformation stage (work-hardening stage), the stress-induced martensitic transformation from B2 phase to B19' phase and deformation-induced twinning of B19' phase was preferentially occurred in the around interface areas between B2 phase and amorphous matrix by stress concentration. The higher hardness value was observed in vicinity of interface within the B2 particles which are probably connected with martensitic transformation and deformation twinning. This reveals that the work-hardening phenomenon of this bulk metallic glass composite is a result of the hardening of B2 particles embedded in amorphous matrix.
Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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2006.09b
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pp.936-936
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2006
Bulk amorphous materials have been intensively studied to apply for various advanced industry fields due to their high mechanical, chemical and electrical properties. These materials have been produced by several techniques such as mechanical alloying, melt spinning and gas atomization, etc. Among them, the atomization is the most potential technique for commercialization due to high cooling rate during solidification of the melt and mass productivity. However, the amorphous powders still have some limitations because of their low ductility and toughness. Therefore, intensive efforts have to be carried out to increase the ductility and toughness. In this study, the Ni-based amorphous powder was produced by the gas atomization process. And in order to increase the ductile toughness, ductile Cu phase was coated on the Ni amorphous powder by spray drying process. The characteristics of the as-synthesis powders have been examined and briefly mentioned. The master alloy with $Ni_{57}Zr_{20}Ti_{16}Si_2Sn_3$ was prepared by vacuum induction melting furnace with graphite crucible and mold. The atomization was conducted at $1450^{\circ}C$ under the vacuum of $10^{-2}$ torr. The gas pressure during atomization was varied from 35 to 50 bars. After making the Ni amorphous powders, the spray drying was processed to produce the Cu -coated Ni amorphous composite powder. The amorphous powder and Cu nitrate solution were mixed together with a small amount of binder and then it was sprayed at temperature of $130^{\circ}C$ and rotating speed of 15,000 R.P.M.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.38
no.6
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pp.629-636
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2014
For surface modification, bulk metallic glass coatings were fabricated using metallic glass powder and a mixture of a self-fluxing alloy or/and hard metal alloys with a heat-resisting property using a high velocity oxy-fuel coating thermal spraying process. Microstructural analyses and mechanical tests were carried out using X-ray diffraction, a scanning electron microscope, an atomic force microscope, a three-dimensional optical profiler, and nanoindenation. As a result, the monolithic metallic glass coating was found to consist of solid particle and lamellae regions that included many pores. Second phase-reinforced composite coatings with a self-fluxing alloy or/and hard metal alloy additives were employed with in-situ $Cr_2Ni_3$ precipitate or/and ex-situ WC particles in an amorphous matrix. The mechanical behaviors of the solid particles and lamella regions showed large hardness and elastic modulus differences. The mechanical properties of the particle regions in the metallic glass composite coatings were superior to those of the lamellae regions in the monolithic metallic glass coatings, but indicated similar trends in matrix region of all the coating layers.
Eckert, Jurgen;Bartusch, Birgit;Schurack, Frank;He, Guo;Schultz, Ludwig
Journal of Powder Materials
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v.9
no.6
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pp.394-408
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2002
Nanostructured high strength metastable Al-, Mg- and Ti-based alloys containing different amorphous, quasicrystalline and nanocrystalline phases are synthesized by non-equilibrium processing techniques. Such alloys can be prepared by quenching from the melt or by powder metallurgy techniques. This paper focuses on one hand on mechanically alloyed and ball milled powders containing different volume fractions of amorphous or nano-(quasi)crystalline phases, consolidated bulk specimens and, on the other hand. on cast specimens containing different constituent phases with different length-scale. As one example. $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$- based metallic glass matrix composites are produced by mechanical alloying of elemental powder mixtures containing up to 30 vol.% $Y_2O_3$ particles. The comparison with the particle-free metallic glass reveals that the nanosized second phase oxide particles do not significantly affect the glass-forming ability upon mechanical alloying despite some limited particle dissolution. A supercooled liquid region with an extension of about 50 K can be maintained in the presence of the oxides. The distinct viscosity decrease in the supercooled liquid regime allows to consolidate the powders into bulk samples by uniaxial hot pressing. The $Y_2O_3$ additions increase the mechanical strength of the composites compared to the $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$ metallic glass. The second example deals with Al-Mn-Ce and Al-Cu-Fe composites with quasicrystalline particles as reinforcements, which are prepared by quenching from the melt and by powder metallurgy. $Al_{98-x}Mn_xCe_2$ (x =5,6,7) melt-spun ribbons containing a major quasicrystalline phase coexisting with an Al-matrix on a nanometer scale are pulverized by ball milling. The powders are consolidated by hot extrusion. Grain growth during consolidation causes the formation of a micrometer-scale microstructure. Mechanical alloying of $Al_{63}Cu_{25}Fe_{12}$ leads to single-phase quasicrystalline powders. which are blended with different volume fractions of pure Al-powder and hot extruded forming $Al_{100-x}$$(Al_{0.63}Cu_{0.25}Fe_{0.12})_x$ (x = 40,50,60,80) micrometer-scale composites. Compression test data reveal a high yield strength of ${\sigma}_y{\geq}$700 MPa and a ductility of ${\varepsilon}_{pl}{\geq}$5% for than the Al-Mn-Ce bulk samples. The strength level of the Al-Cu-Fe alloys is ${\sigma}_y{\leq}$550 MPa significantly lower. By the addition of different amounts of aluminum, the mechanical properties can be tuned to a wide range. Finally, a bulk metallic glass-forming Ti-Cu-Ni-Sn alloy with in situ formed composite microstructure prepared by both centrifugal and injection casting presents more than 6% plastic strain under compressive stress at room temperature. The in situ formed composite contains dendritic hcp Ti solid solution precipitates and a few $Ti_3Sn,\;{\beta}$-(Cu, Sn) grains dispersed in a glassy matrix. The composite micro- structure can avoid the development of the highly localized shear bands typical for the room temperature defor-mation of monolithic glasses. Instead, widely developed shear bands with evident protuberance are observed. resulting in significant yielding and homogeneous plastic deformation over the entire sample.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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