Hot temperature deformation of high-strength Mg-Zn-based alloys prepared by rapidly solidified ribbon consolidation technique

Abstract

The thesis is focused on revealing the deformation behaviour of a high-strength low-alloyed Mg-0.56Zn-1.5Y (at.%) alloy processed by rapidly solidified ribbon consolidation (RSRC) technique. The alloy exhibits a bimodal microstructure composed of ultrafine dynamically recrystallized grains and coarse non-DRX grains, enriched with solute-segregated stacking faults, cluster-arranged layers, and cluster arranged nanoplates. Microstructure observations have been performed using scanning and transmission electron microscopy. Mechanical testing reveals excellent strength at room temperature (RT) and 200 řC in both tension and compression, however, at 300 řC, pronounced softening with the yield strength dropping below 50 MPa is observed. In-situ synchrotron X-ray diffraction supported by X-ray line profile analysis determines that deformation in tension at RT is dominated by non-basal ⟨a⟩ slip, whereas compression at RT and 200 řC activates a combination of mainly non-basal ⟨a⟩ slip and deformation twinning. At 300 řC, twinning is suppressed and plasticity proceeds through thermally activated slip with limited dislocation storage. These findings provide a comprehensive understanding of temperature-dependent deformation mechanisms in low-alloyed RSRC Mg-Zn-Y alloys and highlight their potential and...

Předložena práce je zaměřena na pochopení deformačního chování vysoce pevné, nízkolegované slitiny Mg-0.56Zn-1.5Y (at.%) připravené metodou rychlé solidifikace (z angl. - rapidly solidified ribbon consolidation - RSRC). Slitina vykazuje bimodální mikrostrukturu tvořenou ultrajemnými dynamicky rekrystalizovanými zrny a hrubými nerekrystalizovanými zrny, obohacenými o vrstevní chyby se segregovanými atomy, vrstvy a nanodeštičky uspořádané do shluků (klastrů). Pozorování mikrostruktury bylo provedeno pomocí skenovací a transmisní elektronové mikroskopie. Mechanické zkoušky ukazují vysokou pevnost při pokojové teplotě (RT) a 200 řC v tahu i tlaku, zatímco při 300 řC dochází k výraznému odpevnění a mez kluzu klesá pod 50 MPa. In-situ synchrotronová difrakce, podpořená analýzou rentgenových profilů, odhaluje, že deformace v tahu při RT je řízena převážně nebazálním ⟨a⟩ skluzem, zatímco během tlaku při RT a 200 řC se aktivuje převážně nebazální ⟨a⟩ skluz a deformační dvojčatění. Při teplotě 300 řC je dvojčatění potlačeno a deformace probíhá prostřednictvím termálně aktivovaného skluzu s omezenou akumulací dislokací. Tyto výsledky poskytují komplexní porozumění teplotně závislým deformačním mechanismům v nízkolegovaných RSRC slitinách Mg-Zn-Y a zdůrazňují jejich potenciál i omezení pro aplikace při...