BMG Bulk Metallic Glass

Caratteristiche e utilizzo

BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi Anto Ban 61 il 18 Lug 2019 20:55

Giusto per condividere le novità sugli acciai... eusa_dance

https://youtu.be/UW-7DpB4wFk
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Re: BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi Manuel il 18 Lug 2019 21:31

Ok hai solleticato la mia curiosità, qualche approfondimento?
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Re: BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi Knifer il 19 Lug 2019 07:23

Manuel ha scritto:Ok hai solleticato la mia curiosità, qualche approfondimento?

Quoto! :wowo!!:
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Re: BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi Shirojiro il 19 Lug 2019 07:39

Bhe ! ... e allora ??? per saperne di più ???
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Re: BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi Anto Ban 61 il 20 Lug 2019 13:10

Eccomi qua,
vediamo se con poche parole riesco a spiegare il BMG...

Partiamo dalla struttura classica cristallina dell’acciaio.
Quando scaldiamo il nostro pezzo di acciaio gli atomi cominciano a vibrare, lentamente da un cubo ordinato ed in linea gli atomi iniziano a mescolarsi tra loro, se continuiamo a scaldare fino alla fusione (stato liquido) ci troveremo al posto di atomi ben allineati (stato cristallino) degli atomi diciamo a casaccio, senza un ordine prestabilito, (stato amorfo).

Le caratteristiche meccaniche di uno stato amorfo sono uniche, come ad esempio l’elasticità.

Il vetro ad esempio che è un amorfo, ha un modulo elastico senza il modulo plastico, infatti lo possiamo flettere tutte le volte che vogliamo ma lui tornerà esattamente alla posizione iniziale, cioè non incontrerà mai lo stato plastico con una memoria da fargli perdere la forma iniziale. Cosa che se provassimo con un qualsiasi acciaio l’effetto molla, risulterà nel tempo, piano piano, sempre meno disposto a tornare alla forma originale, la sua resistenza diminuirà perchè inizierà lo stato plastico.

Un vetro non lo pieghi, si flette e poi si rompe.
L’acciaio si flette, si piega e poi si rompe.

Il vetro però è fragile, e non è durissimo.
E se ci fosse un metallo, amorfo come il vetro?
E’ il BMG, metallo amorfo con le caratteristiche del vetro e dell’acciaio.

Il BMG è leggero, densità a 6 contro 7,85 dell’acciaio
Il BMG è inossidabile.
Il BMG è duro, da 52 a 62 HRC dipende dal tipo di BMG
Il BMG è elastico da -250°C. a + 100°C
Il BMG è amagnetico e non viene rilevato dai metal detector.

Il BMG è il futuro...
Il robottino che è andato su Marte era in BMG
Gli aerei invisibili Stealth sono rivestiti in BMG
Orologi di lusso già sono realizzati in BMG

Un breve filmato didattico sul BMG
( potete mettere i sottotitoli in italiano...)

http://ed.ted.com/lessons/what-is-metal ... bharathula

Di seguito simpatico esperimento di un pallina in BMG che rimbalza (modulo elastico) molto di più di una sfera in acciaio
https://youtu.be/Yg0hUqdzXGw

E comunque sul WEB trovate di tutto sul BMG...

Buon proseguimento :hello:
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Re: BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi Manuel il 20 Lug 2019 15:29

Bellissima discussione.

A livello di coltelleria potrebbe essere un buon acciaio per.le caratteristiche che ha... di che cifre si parla per l'acquisto di una billetta?
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Re: BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi Anto Ban 61 il 21 Lug 2019 08:24

Ancora un po’ presto per l’uso comune.... icon_rolleyes
Siamo sull’ordine di 300,00 €/Kg icon_e_surprised
Di buono è l’inizio dell’utilizzo, maggior consumo minor costo.
Attualmente viene prodotto in USA dalla Eutectix, https://eutectix.com/
ed in Corea (non ricordo il nome)
Ma la qualità statunitense attualmente è decisamente la migliore.
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Re: BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi ALDEBARAN il 21 Ago 2019 20:24

Buonasera,

ringraziando per la condivisione di queste notizie, mi permetto di intervenire solo per condividere la mia esperienza in merito. In questo thread si discute di BMG ( Bulk Metallic Glass ). Metallic sta proprio per Metallo, non acciaio. L'acciaio non è un metallo: è una lega di ferro/carbonio* con altri elementi in lega che sono metalli. Pensare che con un materiale del genere si possa fare una lama, e, addirittura, comprare una billetta per farsi una lama da soli in un laboratorio artigianale/amatoriale è un'idea da escludere a priori (al momento).
Leghe BMG con carbonio esistono ma la struttura non è la stessa dell'acciaio.
Simili materiali, con i dovuti trattamenti, nel senso più generale del termine, manifestano proprietà ( che possono servire anche agli utilizzatori e costruttori di lame ) quali resilienza e resistenza alla corrosione: proprietà che ben collaudati CPM** ( che io uso sovente per i miei rasoi ), con i dovuti trattamenti, posseggono. Potreste obiettare che non sono facili da trattare e vi darei ragione. Seguendo una logica puramente aristotelica, pensate di poter trattare un BMG? Lavoro con le strutture "Bulk Nanostructed Materials " attivamente sin dal 2016 per fare anche il Damasco Wootz per rasoi***. L'idea mi era venuta ripensando agli studi di bulk micromachining (lavorazione meccanica del bulk su silicio) durante la costruzione di MEMS (Micro Electrical Mechanical System). Qualche mese fa ho tenuto al Politecnico di Milano una lezione in merito dato che hanno progettato li il Computer più veloce del mondo. È basato su una tecnologia legata all'uso dei Memresistori, appunto.
Ultimamente sto lavorando ad un tipo di BMG con delle caratteristiche simili a quelle della Trinitite. Stavo lavorando con quest'ultima per stabilire una legge su un tipo di abrasività indotta e ho scoperto altre "cose".
Grazie, buona serata,

Andrea

*Ecco perché non riesco a capire quando le persone differenziano volgarmente l'acciaio bassolegato ( soggetto a ruggine ) dall'inox ( altolegato ) definendo il primo "al carbonio" peggio ancora "carbonioso". Gli acciai sono al carbonio perché l'acciaio è una lega ferro/carbonio. La dicitura "al carbonio" tuttavia può essere usata in maniera appropriata per distinguere tra gli acciai austenitici quelli di un gruppo con maggior presenza di carbonio in lega (vedere libro del Prof.Casci Macchine a Fluido Bifase ).
**In studio dal Prof.Emerito Baccaredda Boy sin dagli anni 50, collaboratore del Nobel Natta insieme al Professor Mario Dente. Il primo è già defunto ( classe 1915, più o men come Natta), il secondo ancora in vita ( Full-,Member AIDIC e SCI come me ). Si prega di leggere, se interessati, Tecnologie Nucleari Prof.Mario Baccaredda Boy ).
****Se mettiamo un sistema policristallino in condizioni di reagire, senza dubbio i componenti del bordo di grano reagiscono per primi perché hanno un’energia libera maggiore.La superficie si comporta come una fase vera e propria: questo approccio ci consente di spiegare i fenomeni di segregazione superficiale: alcuni componenti del bulk vengono richiamati dalla superficie e segregati su di essa. Questo genere di fenomeno può esserci molto utile in talune circostanze e perciò è importante conoscerlo per poterlo sfruttare al meglio. Il primo risultato
storico derivante dall’impiego di questa conoscenza sono gli acciai inox. Gli acciai inox sono dei materiali che portano all’esasperazione sia il concetto di segregazione superficiale che quello di reattività superficiale. Gli atomi di ferro sulla superficie di una normale lega Fe – C reagiscono molto facilmente con l’O2 dell’aria dando diversi ossidi, ma reagiscono anche dando altre specie come i carbonati. La reattività che si osserva in questo caso è anche maggiore di quella che ci si aspetterebbe, e questo si spiega bene con quanto abbiamo detto a proposito dei componenti del bordo di grano.
Quando abbasso la temperatura si inibiscono sia il bulk che la superficie, ma a rallentare di più sono gli atomi del bulk, che hanno un’energia
d’attivazione più elevata. Per cui il contributo degli atomi di superficie si fa sentire di più e addirittura sorpassa quello di bulk, tanto che da quel momento l’andamento è diverso. Lo stesso avviene per la diffusione dei solidi policristallini, nei quali ho superfici a bordo di grano. Tutti gli atomi, al bordo di grano, sono più reattivi e diffondono meglio. Prima di diffondere, un atomo deve
rompere i legami che lo tengono vincolato in quella posizione, ed in seguito formarne altri. La diffusione, quindi, costa energia, ma costa di più nel bulk, perché dobbiamo spostare oggetti che sono più stabili rispetto a quelli sul bordo di grano. Quindi, ad alte temperature, la diffusione corrisponde ad un fenomeno essenzialmente di bulk; quando, invece, la temperatura è bassa, la diffusione preferisce aver luogo lungo i bordi di grano, dove rischia di fare un percorso più lungo, perché il bordo di grano è una superficie estremamente frastagliata. Ciononostante, il processo è più veloce perché l’energia d’attivazione è più bassa. Questo è il motivo per cui gli atomi sulla superficie e quelli sui bordi di grano sono più reattivi; infatti, anche se lo stato attivato è, grosso modo sempre uguale, l’energia di partenza è più elevata per gli atomi in superficie, per cui non si ha la necessità di fornire al sistema una gran quantità d’energia. In termini
di reattività, comunque, a reagire sono più numerosi gli atomi di bulk, ma solo per motivi statistici, essendo quest’ultimi in numero molto maggiore rispetto agli atomi in superficie, i quali, però, reagiscono più velocemente. In conclusione, si può affermare che a temperatura ambiente, non si vede l’effetto di superficie. L’effetto di superficie si nota quando abbassiamo la temperatura, in quanto il termine esponenziale pesa di più. Diminuendo la temperatura, il sistema ha minor energia.
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Re: BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi ALDEBARAN il 21 Ago 2019 20:26

Bilbiografia:
1. M. Sache, Damascus Steel, Myth, History, Technology Applications (Düsseldorf, Germany: Stahleisen, 1994).
2. B. Bronson, "The Making and Selling of Wootz," Archeomaterials, 1 (1986), pp. 13-51.
3. W. Rostoker and B. Bronson, "Pre-Industrial Iron, Its Technology and Ethnology," Archeomaterial Monograph No. 1 (Philadelphia, PA: Archaeomaterials, 1990), p. 127.
4. L.S. Figiel, On Damascus Steel (Atlantas, FL: Atlantas Arts Press, 1991).
5. C.S. Smith, A History of Metallography, Chapters 3 and 4 (Cambridge, MA: MIT Press, 1988).
6. C.S. Smith, "Damascus Steel," Science, 216 (1983), pp. 242-244.
7. J. Wadsworth and O.D. Sherby, "Damascus Steel-Making," Science, 216 (1983), pp. 328-330.
8. J.D. Verhoeven and D.T. Peterson, "What is Damascus Steel?" Mat. Char., 29 (1992), pp. 355-341.
9. M. Breant, "Description of a Process for Making Damasked Steel," Annals of Philosophy, 8 (1824), pp. 267-271.
10. P. Anossoff and O. Bulatakh, Gornyj Journal (2) (1841), pp. 157-318.
11. N.T. Belaiew, "Uber Damast," Metallurgie, 8 (1911), pp. 449-456; "Damast, seine Struktur und Eigenschaften," Metallurgie, 8 (1911), pp. 699-704; "Damascene Steel," J. Iron and Steel Inst., 97 (1918), pp. 417-439.
12. J. Wadsworth and O.D. Sherby, "On the Bulat-Damascus Steel Revisited," Prog. Mat. Sci., 25 (1980), pp. 35-68.
13. B. Zschokke, "Du Damasse et des Lames de Damas," Rev. Met., 21 (1924), pp. 635-669.
14. J.D. Verhoeven and A.H. Pendray, "The Mystery of the Damascus Sword," Muse, 2 (2) (April 1998), pp. 35-43.
15. J.D. Verhoeven and A.H. Pendray, "Experiments to Reproduce the Pattern of Damascus Steel Blades," Mat. Char., 29 (1992), pp. 195-212.
16. J.D. Verhoeven, A.H. Pendray, and P.M. Berge, "Studies of Damascus Steel Blades: Part IIDestruction and Reformation of the Pattern," Mat. Char., 30 (1993), pp. 187-200.
17. J.D. Verhoeven, A.H. Pendray, and E.D. Gibson, "Wootz Damascus Steel Blades," Mat. Char., 37 (1996), pp. 9-22.
18. J.D. Verhoeven et al., "Microsegregation and Banding in Hypereutectoid Steel: Damascus Steel," ISS Trans., 25 (in press).
19. E.M. Taleff et al., "Pearlite in Ultrahigh Carbon Steels: Heat Treatments and Mechanical Properties," Met. Mat. Trans. A, 27A (1996), pp. 111-118.
20. J.D. Verhoeven and E.D. Gibson, "The Divorced Eutectoid Transformation (DET) in Steel," Met. Mat. Trans. A, 29A (1998), pp. 1181-1189.
21. D.T. Peterson, H.H. Baker, and J.D. Verhoeven, "Damascus Steel, Characterization of One Damascus Steel Sword," Mat. Char., 24 (1990), pp. 355-374.
22. Massalski, "Preparation de l'acier Damasse en Perse," Ann. Du Journal des Mines de Russie (1841), pp. 297-308.
23. H.T.P. J. duc de Luynes, Memoire sur la Fabrication de l'acier Foundu et Damassee (Paris: 1844).
24. C. Panseri, "Damascus Steel in Legend and Reality," Gladius, IV (1965), pp. 5-66.
25. R.A. Grange, "Effect of Microstructural Banding in Steel," Met. Mat. Trans. A, 2 (1971), pp. 417-426.
26. L.E. Samuals, Optical Microscopy of Carbon Steels (Metals Park, OH: ASM, 1980), pp. 154-161.
27. S.W. Thompson and P.R. Howell, "Factors Influencing Ferrite/Pearlite Banding and Origin of Large Pearlite Nodules in a Hypoeutectoid Plate Steel," Mat. Sci. Tech., 8 (1992), pp. 777-784.
28. R. Grossterlinden et al., "Formation of Pearlite Banded Structures in Ferrite-Pearlite Steels," Steel Research, 63 (1992), pp. 331-336.
29. P.T. Craddock, "Cast Iron, Fined Iron, Crucible Steel: Liquid Iron in the Ancient World," Prehistory of Mining and Extractive Metallurgy, ed. P.T. Craddock and J. Lang (London: British Museum, in press).
30. H. Maryon, "Pattern-Welding and Damascening of Sword-Blades-Part 2," J. of Intern. Inst. for Conservation of Hist. and Art Works, 5 (1960), pp. 52-60.
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Re: BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi jay il 22 Ago 2019 06:38

Grazie mille, esauriente e di facile lettura come al solito.
Alla prossima. :ok:
I meccanici sono stati creati perché anche gli ingegneri hanno bisogno di eroi!
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Re: BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi Anto Ban 61 il 06 Set 2019 10:28

Caro Aldebaran,
perdonami ma non ho capito assolutamente nulla del tuo intervento. eusa_doh icon_rolleyes
Ma credo che anche tu non abbia capito bene bene cosa sia il BMG... eusa_naughty icon_biggrin icon_mrgreen
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Re: BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi Cosimo de Febrari il 06 Set 2019 13:57

Grazie del contributo, trovo questo genere di argomenti di un interesse enorme per crescere come coltellinai e non solo.
Dall'intervento di Aldebaran capisco che al momento, costi a parte, il BMG sia non gestibile a livello di piccolo laboratorio ma solo a livello industriale (e anche spinto). Oltretutto le caratteristiche meccaniche indicate da Antonio non mi sembrano subissare quelle di un buon acciaio. Almeno allo stato dell'arte.
Di sicuro vale la pena monitorare gli sviluppi.

Nella metallurgia c'è un costante fermento e alcune leghe a base ferrosa chimicamente (quasi) tradizionali stanno riscoprendo una nuova primavera per usi super prestazionali: alcuni acciai altoresistenziali arrivano a carichi di rottura di 1700 N/mm2 (un normale acciaio da costruzione ha una carico di rottura di 360 N/mm2).

C.
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Re: BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi Anto Ban 61 il 17 Set 2019 22:25

Mi spiego meglio...

Il BMG è una lega che prevede alcuni elementi che per caratteristiche intrinseche hanno una velocità di ricristallizzazione più lenta di altri.
Uno ad esempio è lo Zirconio.
Questo permette, quando la struttura diventa amorfa perchè liquida, tramite un raffreddamento rapido, di risolidificare la lega prima che cristallizzi nuovamente, lasciandola amorfa pur solida.
La lega in questo momento più utilizzata nel BMG è il Vit 105 che ha appunto il 65,7% di Zirconio, il 15,6% di Rame, il 11,7% di Nichel, il 3,7% di Alluminio e il 3,3% di Titanio.
Questa lega è prodotta nel mondo dalla Eutectix statunitense (Unica al mondo a produrre BMG con uno standard qualitativo elevatissimo, in Asia esiste un altro player ma ancora lontano da risultati positivi continui, ed in Europa un’altro player ci sta provando ancora senza risultati) ha caratteristiche uniche se lo trasformiamo in lega amorfa. Il BMG appunto.
Prima della trasformazione non possiamo parlare di BMG ma semplicemente di una lega con elementi cristallini.
Il processo di trasformazione (da cristallino ad amorfo) esiste negli Stati Uniti con la Liquid Metal e in Europa da due sole aziende, una in Italia ed una in Germania. Dalla fine di quest’anno anche noi come RS Alloys avremo una macchina per trasformare in amorfa (in BMG) la lega Vit 105 ed anche altre leghe simili.
Come si trasforma in desiderio per un coltellinaio tale cosa?
Semplice, si acquista il materiale già allo stato amorfo, (€ 300,00/Kg) lo si scalda a 220/260°C. e lo si ammorbidisce fino a farlo diventare come un DAS o come il pongo, a quel punto gli diamo la forma che vogliamo (libero a mano o tramite stampo) e poi lo lasciamo semplicemente raffreddare...
sotto i 180 gradi il BMG si risolidifica completamente riassumendo tutte le sue caratteristiche eccezionali:

Durezza da 52 a 62 HRc (dipende dalla lega)
Estremamente resistente all’usura (senza Carbonio, la durezza è lo Zirconio stesso)
Densità 6,2 ( quindi leggero, l’acciaio mediamente ha una densità di 7,85)
Elasticità di una gomma (immaginate un rasoio che si adatta perfettamente alla sagoma del volto)
Inossidabile e biocompatibile
Lo lucidiamo a specchio, lo affiliamo ed il gioco è fatto... eusa_dance

Ci viene a noia? Lo riscaldiamo nuovamente a 250 gradi circa e lo riplasmiamo cambiandogli forma a piacimento... icon_cool
Meglio di così...

A me non sembra male, senza tanti problemi di tempra, decarburazioni, deformazioni e di lavorazioni... smash
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Re: BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi ALDEBARAN il 18 Set 2019 04:44

Buongiorno a Tutti,

Anton Ban vedo che hai letto almeno in parte, ne sono felice, il documento che ti ho inviato ieri.

I punti critici del tuo ragionamento risiedo nella fisica di questo materiale (riassumerò i punti salienti del PDF che ti ho inviato-traducendoli in italiano).

La durezza di questo tipo di metallo è bassa perché è limitato il movimento delle dislocazioni il che porta anche ad una bassa conducibilità termica. La resistenza alla corrosione è alta.

Il range di temperatura a cui si dovrebbe sottoporre questo metallo per fare una lama si sposa male con lo spessore che dovrebbe avere, appunto per fare un coltello/rasoio. Il range di temperatura, che si deve mantenere costante è di circa 417 gradi centigradi. E' in questo stadio che si creano, tramite transizioni, delle peculiarità che rimarranno nel metallo per sempre ( a patto che non ci siano, poi, altri interventi esterni).
Io ho lavorato con strumenti appositi e studiato, per quanto concerne i rasoi, con leghe che hanno nella chimica anche Rame-Zirconio-Argento ( non proprio cosi resistenti alla corrosione) e Zirconio-Titanio-Rame-Nichel ma quest'ultima ha dato problemi vari.

In ultimo, sarebbero da rivedere queste tue affermazioni:

Elasticità di una gomma (immaginate un rasoio che si adatta perfettamente alla sagoma del volto)

assolutamente non è cosi, anche se l rasoio mostra una diversa aderenza nei punti di contatto al volto rispetto all'acciaio

(senza Carbonio, la durezza è lo Zirconio stesso)

purtroppo la struttura della materia ci dice che "non funziona" cosi dato che parliamo di atomi completamente differenti per quanto concerne le loro proprietà.

Ci viene a noia? Lo riscaldiamo nuovamente a 250 gradi circa e lo riplasmiamo cambiandogli forma a piacimento..
E' una visione fin troppo semplicistica del trattamento termico. Ricordiamo, infine, che parliamo di materiali da polveri.

Ci sarebbe altro da aggiungere ma su in forum è impossibile fare una lezione di fisica atomica e struttura della materia. Quindi questo è tutto.

Grazie e buona giornata,

Andrea
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Re: BMG Bulk Metallic Glass

Messaggiodi Anto Ban 61 il 18 Set 2019 06:24

Ribadisco il concetto che non hai capito bene che cosa è il Bulk Metallic Glass
Massa di Vetro Metallica.
Inoltre non so di quale PDF tu mi abbia inviato, forse stai sbagliando persona? eusa_doh

E’ un vetro:
cioè caratteristiche amorfe analoghe ma di metallo
Caratteristiche di non plasticità, cioè non si deforma
Assenza ferrosa quindi amagnetico e non rilevabile al metal detector. icon_e_wink

Elasticità:
ho realizzato, IO PERSONALMENTE, una lama di spessore 0,3 mm (3 decimi di millimetro) per l’industria del Pakaging, e ti assicuro che la flessibilità è quella della gomma, ad una durezza di 58 HRc
Il tagliente per motivi di produzione (deve tagliare carta) è stato realizzato di mola sagomata ed è seghettato e non liscio come una lama classica, ma ti assicuro che taglia appoggiando semplicemente la lama alla pelle.
Tutta la lama è di spessore 3 decimi, ma ciò non toglie che possa essere realizzata con spessori variabili, e sul dorso salire ad esempio a 2 millimetri.
Chiara ente sarà rigida sul manico e dorso, e resterà flessibile sul tagliente.
La struttura amorfa impedisce la rottura della lama stessa a livelli di deformazione incredibili, e al termine della pressione la lama ritorna sempre alla sagoma originale senza rotture o deformazioni. [icon_e_ugeek

Leggerezza:
La sua densità parla da sola... icon_lol

Sulla riplasticità:
Ribadisco, e non capendo come tu possa parlare di gradi (417°C ???) che probabilmente stai parlando di altre leghe e non di BMG; una volta ottenuta la struttura amorfa (da 1320°C -stato liquido- raffreddato velocemente sotto i 200°C ) abbiamo una Massa di Vetro Metallico che è plasmabile un’infintà di volte alla temperatura di 220°C
Guardate a proposito il filmato della OMEGA sul Liquid Metal https://youtu.be/jMkmTMArB70 la pastiglia deformata è appunto in BMG scaldata e pressata a 220°C
Quindi la mia non è una visione semplicistica, è realtà. eusa_dance

Ora vado a lavorare, sono in Svezia e qui si inizia presto... smash

Con affetto... :hello:
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