周期应变下 Cu-Zr 金属玻璃的结构松弛与延迟屈服

我们利用分子动力学模拟检验了金属玻璃在反复加载下的屈服转变、结构松弛及力学性能。该研究考察了在室温下对劣质退火的 Cu-Zr 无定形合金进行范围广泛的应变幅度周期性变形。结果发现，低幅度周期加载导致势能对数衰减，当应变幅度接近临界值时，可达到更低的能状态。此外，经过数千次加载循环后的势能是峰值应力超调在连续剪切变形中的线性函数。我们表明，结构松弛过程涉及原子团体的集体、不可逆重排，其空间范围在加载初期及高应变幅度时最为显著。在临界幅度处，玻璃经历若干瞬态循环后进行机械退火，然后通过形成剪切带发生屈服。屈服转变通过势能、储能模量以及大尺度非准直位移原子比例的突变清晰标记。