中性子回折法によるZrC粒子分散型金属ガラスの残留応力と変形挙動特性の評価

Evaluation of residual stress and deformation behavior on ZrC particulate reinforced metallic glass using neutron diffraction

鈴木 裕士  ; 才田 淳治*; 今福 宗行*

Suzuki, Hiroshi; Saida, Junji*; Imafuku, Muneyuki*

本研究では、中性子回折法により、単軸引張応力を負荷したZrC粒子分散型ZrAlNiCu四元系金属ガラスの変形挙動及び残留応力を評価した。その結果、ZrC粒子分散型金属ガラスのZrC相には約1GPaの圧縮残留応力、金属ガラス相には約100MPaの引張残留応力が発生しており、いずれも静水圧状態であった。また、単軸応力負荷下におけるZrC粒子分散型金属ガラスの各相の変形挙動は、セルフコンシステントモデルにより表すことができることを明らかとした。さらに、ZrC粒子分散型金属ガラスにおける金属ガラス相の負担する応力が負荷応力に比べて小さく、また、金属ガラス相に引張残留応力が発生しているために、モノリシックな金属ガラスよりも圧縮強さが向上すると考えられる。

Residual stress and deformation behavior on a ZrAlNiCu bulk metallic glass containing 10vol%ZrC particles were measured using neutron diffraction. Elastic deformation behavior under uniaxial tensile loading can be predicted by the Self-Consistent model. Since phase stress transferred to the metallic glass matrix is 5% less than applied stresses and the residual stress in the matrix is approximately 100MPa in tension, the compressive strength of the composite bulk metallic glass would be higher than that of monolithic one.