Déformation inélastique induite par nanoindentation cyclique de verres métalliques à base de Zirconium

Abstract

International audienceInelastic deformation induced by cyclic nanoindentation in Zr-basedbulk metallic glasses. Monotonic and cyclic nanoindentation tests were carried out onZr50Cu40Al10 bulk metallic glass (BMG) at loading rates ranging from 250 to 2500 μN/s andat ambient temperature. We found that cyclic loadings induced a mechanical softeningwhich appears to be dependent on the number of cycles and the loading rates. The effectof loading rates was compared with the same nanoindentation tests on specimens of Zrbasedmetallic glass coated with CrN and TiN films. The inelastic deformation on Zr-basedmetallic glass was studied by analysing the remnant indent morphology using atomic forcemicroscopy. A free-volume mechanism was proposed for interpreting these observationsquantitatively.Des essais de nanoindentation instrumenté pour des chargements monotoneset cycliques sur deux verres métalliques massifs (VMM) à base Zirconium ont été réalisésà température ambiante et avec une vitesse de chargement qui varie de 250 à 2500 μN/s.Nous avons trouvé que les chargements cycliques induisent un adoucissement qui sembleêtre dépendant du nombre de cycles et du taux de chargement. L’effet de la vitesse de chargementa été comparé avec des essais effectués sur des échantillons du verre métallique àbase Zirconium revêtus par des films de TiN et de CrN. La déformation inélastique dans leverre métallique à base Zirconium a été étudiée en analysant par microscopie à force atomiqueles empreintes résultantes des essais de nanoindentation. Le mécanisme de volumelibre est proposé pour l’interprétation quantitative de ces observations