Study of advanced high strength magnesium alloys by in situ techniques

Abstract

Hlavním cílem disertační práce bylo stanovení aktivních deformačních mechanismů v moderních hořčíkových slitinách s vysokou pevností s využitím pokročilých in-situ metod umožňující vysoké rozlišení v čase a v prostoru. Zkoumalo se deformační chování dvou extrudovaných Mg-LPSO slitin s různým objemovým podílem LPSO (long-period stacking order) fáze v průběhu deformace v tahu při pokojové teplotě a v tlaku při pokojové teplotě a při teplotách 200 řC, 300 řC a 350 řC. Výsledky získané pomocí in-situ metod akustické emise a difrakce synchrotronového záření byly ověřeny pomocí transmisní a rastrovací elektronové mikroskopie, zejména zobrazováním zpětně odražených elektronů a difrakcí zpětně odražených elektronů. Z dosažených výsledků vyplývá, že jak teplota, tak i obsah LPSO fáze významně ovlivňují plasticitu hořčíkové matrice, zejména aktivaci tahových dvojčat a nebazálního skluzu. Navíc mají velký vliv na tvorbu deformačních vybočení (kinking) v LPSO fázi. Klíčová slova: Mg-LPSO slitiny, deformační mechanismy, akustická emise, difrakce synchrotronového záření, in-situ metody.

The aim of the present doctoral thesis was to reveal the active deformation mechanisms in novel high strength magnesium (Mg) alloys using advanced in-situ techniques with high time and space resolutions. The deformation behavior of two extruded Mg-LPSO alloys with a different volume fraction of the long-period stacking ordered (LPSO) phase was investigated in tension and compression at room temperature and in compression at 200 řC, 300 řC, and 350 řC. In order to support the results obtained by in-situ acoustic emission and synchrotron diffraction methods, detailed microstructure investigation was provided by transmission and scanning electron microscopy, particularly the backscattered electron imaging and electron backscatter diffraction technique were used. The results indicate that both temperature and the LPSO phase content significantly influence the plasticity of the magnesium matrix, particularly they affect the activation of extension twins and non-basal slip. Moreover, both parameters have a high impact on the formation of the deformation kinks in the LPSO phase. Keywords: Mg-LPSO alloys, deformation mechanisms, acoustic emission, synchrotron diffraction, in-situ methods.