Mikrostruktura a teplotní stabilita ultra jemnozrnných Mg-Zn-Y slitin

Abstract

Cílem této diplomové práce je prozkoumat mikrostrukturu a teplotní stabilitu ultra jemnozrnných hořčíkových slitin. Práce nejprve shrnuje metody využívající plastickou deformaci k dosažení ultra jemnozrnné struktury, které jsou určeny ke zpracování kovů. Poté jsou popsány experimentální metody použité v experimentální části, zahrnující testování mikrotvrdosti, rastrovací elektronovou mikroskopii a pozitronovou anihilací spektroskopii. Dále je zařazeno stručné shrnutí předchozího výzkumu slitin MgZnY zpevněných kvazikrystalickou fází a slitiny Mg22Gd. Nakonec je diskutováno zkoumání slitin MgZnY s různým poměrem obsahu Zn/Y a slitiny Mg22Gd. Výsledky naznačují, že přítomnost fází ve slitinách MgZnY závisí na poměru obsahu Zn/Y, tvrdost těchto slitin závisí na obsahu Zn, a že rychlé vychladnutí slitin MgZnY vyžíhaných na 500 řC vede k významnému zvětšení objemové frakce kvazikrystalické ikosahedrální fáze. V druhé polovině experimentální části je zkoumáno teplotní chování slitiny Mg22Gd. Navíc je prozkoumána tvorba částic GdH2, jež je přisouzena reakci vodíku rozloženého z vodní páry s gadoliniem v oblastech bohatých na gadolinium. Nakonec bylo pozorováno a prostudováno značné vytvrzení slitiny Mg22Gd zpracované metodou HPT.

The aim of this diploma thesis is to investigate microstructure and thermal stability of ultra fine grained magnesium alloys. The thesis first summarises methods using plastic deformation in order to achieve ultra fine grained structure that are used to process metals. Then experimental methods employed in the experimental part including microhardness testing, scanning electron microscopy and positron annihilation spectroscopy are described. Brief summary of previous research on MgZnY alloys strengthened by quasicrystalline phases and Mg22Gd alloys is given. Finally, results of experimental investigation of MgZnY alloys with various Zn/Y ratios and Mg22Gd alloy are discussed. These results suggest that presence of phases in MgZnY alloys depend on Zn/Y ratio, hardness of these alloys depends on Zn content and that rapid cooling of MgZnY alloys annealed at 500 řC lead to significant increase in volume fraction of quasicrystalline icosahedral phase. In the second section of the experimental part thermal behaviour of Mg22Gd alloy is investigated. Furthermore, formation of GdH2 particles in Mg22Gd is examined and attributed to reaction of hydrogen decomposed from water vapour with gadolinium in areas rich in gadolinium. Finally, significant hardening of Mg22Gd alloy processed by high pressure torsion has been...