Superplastic deformation of ultrafine-grained magnesium alloys containing rare earth metals and zinc

Abstract

Tématem této práce byla Superplastická deformace hořčíkových slitin. Komerční slitina Mg- 4Y-3RE (wt.%) připravená metodou ECAP a experimentální slitina Mg-23Zn-2Y (wt.%) byla připravená pomocí extruze a ECAP. Byla dosažena ultra jemnozrnná mikrostruktura slitiny Mg-4Y-3RE s velikostí zrna přibližně 340 nm. U slitiny Mg-23Zn-2Y připravené pomocí extruze byla dosažena velikost zrna 3.2 µm a následným zpracováním pomocí ECAP se ji povedlo snížit na 1.6 µm. Mikrostruktura slitiny Mg-23Zn-2Y byla pozorována pomocí transmisní a elektronové mikroskopie. Teplotní stabilita obou slitin byla měřena pomocí mikrotvrdosti. Superplasticita byla měřena v rozsahu teplot 250-450 řC a rychlostí 5x10-4 s-1 - 10-1 s-1 . Prodloužení u slitiny Mg-4Y-3RE přesáhlo 1000% dokonce při vysoké rychlosti deformace 10-1 s-1 . Nejvyšší prodloužení 656 % dosáhla slitina Mg-23Zn-2Y v extrudovaném stavu při rychlosti 10-3 s-1 .

Superplastic behavior of two ultrafine-grained (UFG) magnesium alloys was investigated in this thesis. Commercial Mg-4Y-3RE (wt.%) alloy was prepared by equal channel angular pressing (ECAP) and new experimental alloy Mg-23Zn-2Y (wt.%) was prepared by extrusion and ECAP. Eight passes of Mg-4Y-3RE through ECAP resulted in grain refinement down to ~340 nm and formation of a high volume fraction of fine secondary phase particles. UFG microstructure with an average grain size of 3.2 µm after extrusion and 1.6 µm after Ex-ECAP was achieved in Mg-23Zn-2Y alloy. The microstructure of Mg-23Zn- 2Y was observed by scanning and transmission electron microscopy. The thermal stability of both alloys was measured by microhardness tests. Superplastic behavior was investigated in the temperature range of 250-450 řC and strain rate range of 5x10-4 s-1 - 10-1 s-1 . The results revealed a high strain rate superplasticity in Mg-4Y-3RE alloy. Deformation to fracture exceeded 1000% for several deformation conditions, even at the strain rate of 10-1 s-1 . The highest elongation of 656 % in Mg-23Zn-2Y alloy was achieved in extruded state at the strain rate of 10-3 s-1 .