Studium teplotní stability Mg-slitin zpevněných kvazikrystalickou fází

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá teplotní stabilitou ikosahedrální fáze v slitinách Mg-Zn-Y. Ke studiu tohoto jevu byly připraveny vzorky slitiny Mg-3.5Y-35Zn, které byly poté deformovány za dvou různých teplot zpracovány za zvýšených teplot metodou ECAP. Fáze ve studovaných vzorcích byly charakterizovány pomocí rastrovací elektronové mikroskopie a spektroskopie charakteristického Rentgenova záření (metody EDX). Zpevňující účinky ikosahedrální fáze byly zkoumány měřením Vickersovy tvrdosti vzorků. Teploty, při kterých dochází k precipitaci a rozpouštění fází, byly studovány diferenční skenovací kalorimetrií. Nakonec bylo prozkoumáno zotavování defektů s rostoucí teplotou měřením dob života pozitronů. Aby mohly být identifikovány chemické prvky obklopující dislokace, byla provedena koincidenční měření Dopplerovského rozšíření anihilačního píku. Získané výsledky jsou následující. Lamely ikosahedrální fáze jsou ve slitině Mg-3.5Y-35Zn stabilní až k teplotám 350 řC, za vyšších teplot se rozpouští v matrici. Zotavování dislokací v teplotním intervalu 140 řC až 260 řC vede k poklesu tvrdosti slitiny zpracované metodou ECAP. Koncentrace zinku a yttria nejsou zvýšené v blízkosti dislokací a hustota dislokací ve slitině vyžíhané na 300 řC poklesne pod 0,5 · 1013 m-2 .

This bachelor thesis deals with thermal stability of icosahedral phase in Mg-Zn-Y alloys. To study this phenomenon, samples of Mg-3.5Y-35Zn alloy were prepared and equal channel angular pressing method (ECAP) performed at two different temperatures was used to refine their microstructure. Phases in the samples were characterised by scanning electron microscopy and energy-dispersive X- ray spectroscopy. Strengthening effect of icosahedral phase (I-phase) with quasicrystalline structure was examined by measuring Vickers hardness of the samples. Temperatures at which precipitation and dissolution of various phases occur were studied by differential scanning calorimetry. Finally, defect recovery with increasing temperature was investigated by means of positron annihilation lifetime measurement. To identify chemical elements surrounding dislocations coincidence measurements of Doppler broadening of annihilation peak were conducted. Obtained results are as follows. Icosahedral dendritic structures are stable in Mg-3.5Y-35Zn alloy at temperatures up to 350 řC, at higher temperatures they are dissolved in the matrix. Recovery of dislocations takes place in the temperature range from 140 řC to 260 řC and leads to decrease in strength of the alloy processed by ECAP. Concentrations of zinc and yttrium are not enhanced...