Microstructure and mechanical properties study of the finegrained magnesium alloys processed by severe plastic deformation

Abstract

Two magnesium alloys (Mg-4Y-4Gd-2Ca and Mg-2Y-2Gd-1Ca) with high ignition tem- perature were successfully processed by extrusion. Mg-2Y-2Gd-1Ca alloy was addition- ally processed by equal channel angular pressing (ECAP) to achieve ultrafine-grained microstructure. The effect of extrusion parameters on fraction of recrystallized grains, grain size, and texture was revealed by EBSD analysis. The presence of Mg2Ca, REH2 and Mg5RE secondary phases was proven by SEM and TEM. Microstructural condition including distribution and morphology of secondary phase par- ticles directly affected the mechanical properties. Yield tensile stress exceeding 200 MPa was achieved in each condition. Large non-recrystallized grains with strong {10̄10} tex- ture resulted in a significant anisotropy in mechanical properties. Processing by ECAP led to a homogeneous microstructure with a mean grain size below 1 µm. ECAP condition showed superior mechanical properties with a low anisotropy. The developed and analysed microstructural condition resulted in favourable mechanical properties. The studied alloys are therefore promising for the application in aerospace industry. 1

Dvě hořčíkové slitiny (Mg-4Y-4Gd-2Ca a Mg-2Y-2Gd-1Ca) vyznačující se vysokou teplo- tou vznícení byly zpracovány extruzí. Slitina Mg-2Y-2Gd-1Ca byla navíc zpracována metodou ECAP pro dosažení ultrajemnozrnné mikrostruktury. Pokročilou EBSD analý- zou byl studován vliv extruzních parametrů na velikost zrn, podíl rekrystalizovaných zrn a texturu. Pomocí SEM a TEM byly též identifikovány částice sekundárních fází Mg2Ca, REH2 a Mg5RE. Všechny studované stavy se vyznačují mezí kluzu v tahu vyšší než 200 MPa. Anizotropie mechanických vlastností v tahu a tlaku byla pozorována u extrudovaných stavů a je způsobená velkými nerekrystalizovanými zrny s výraznou texturní komponentou {10̄10}. Zpracováním metodou ECAP bylo dosaženo ultrajemnozrnné mikrostruktury s velikostí zrn menší než 1 µm, jejímž důsledkem jsou zlepšené mechanické vlasnosti s malou ani- zotropií. Připravené mikrostrukturní stavy zkoumaných hořčíkových slitin se vyznačují velmi do- brými mechanickými vlastnostmi a mají tudíž potenciál pro použití v leteckém průmyslu. 1