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Shear-band cavitation determines the shape of the stress-strain curve of metallic glasses

  • Metallic glasses are known to have a remarkably robust yield strength, admitting Weibull moduli as high as for crystalline engineering alloys. However, their postyielding behavior is strongly varying, with large scatter in both flow stress levels and strains at failure. Using x-ray tomography, we reveal how a strain-dependent internal evolution of shear-band cavities underlies this unpredictable postyielding response.We demonstrate how macroscopic strain softening coincides with the first detection of internal shear-band cavitation. Cavity growth during plastic flow is found to follow a power law, which yields a fractal dimension and a roughness exponent in excellent agreement with self-similar surface properties obtained after fracture. These findings demonstrate how internal microcracking coexists with shear-band plasticity along the plastic part of a stress-strain curve, rationalizing the large variability of plastic flow behavior seen for metallic glasses.

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Autor*innen:A. DasORCiD, C. OttORCiD, Dinesh PechimuthuORCiD, Robabeh Moosavi, M. Stoica, P. M. DerletORCiD, Robert MaaßORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Physical review materials
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.0 Abteilungsleitung und andere
8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.0 Abteilungsleitung und andere
Verlag:American Physical Society
Jahrgang/Band:7
Ausgabe/Heft:2
Aufsatznummer:023602
Erste Seite:1
Letzte Seite:11
Freie Schlagwörter:Metallic glasses; Shear-band cavitation
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Materialdesign
DOI:10.1103/PhysRevMaterials.7.023602
ISSN:2475-9953
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:27.02.2023
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:03.04.2023
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