Analýza mikrostruktury a mechanizmů plastické deformace vysokopevných Mg-Zn-Y slitin

Abstract

Tato práce se zaměřuje na odhalení mechanismů deformace vedoucích k vysoké pevnosti a zároveň zlepšenou tvarovatelnost Mg97.94Zn0.56Y1.5 (at. %) slitin, připravených technikou rychlé solidifikace. Způsob zpracování a použití slitin s nízkým obsahem legujících prvků vede k formováni jemnozrnné mikrostruktuře s Zn- a Y- vrstvovými chybami v bazálních rovinách. Kromě toho byly jako referenční materiál použity odlévané a pak extrudované slitiny stejného složení, které mají homogenní mikrostrukturu s větším zrnem a přítomností fáze s dlouhoperiodickým uspořádáním (angl. LPSO). Tyto slitiny vykazují vyšší tažnost, ale nižší pevnost ve srovnání se slitinami připravenými rychlou solidifikace. V rámci práce byl také studován vliv rychlosti extruze na mikrostrukturu a výsledné mechanické vlastnosti. Pozorování mikrostruktury bylo provedeno pomocí světelné a skenovací elektronové mikroskopie. Nižší hodnoty mezí kluzu při tahovém zatěžování ve srovnání s tlakovým zatížením podnítily další detailní zkoumání pomocí moderních a pokročilých technik. Byla proto využita metoda in-situ synchrotronové rentgenové difrakce pro analýzu mechanismů deformace. Výsledky poukázali na aktivaci nebazálních skluzových systémů vedle primárního bazálního skluzového systému, s nepatrným vyskytováním dvojčátení. Kromě toho byla věnována...

This thesis in focused on revealing deformation mechanisms resulting in high-strength and moderate elongation of the Mg97.94Zn0.56Y1.5 (at. %) alloys prepared by rapidly solidified ribbon consolidation technique. The processing method alongside with low alloying content results a fine-grained microstructure with Zn- and Y-rich stacking faults formed in the basal planes. In addition, the extruded from cast ingot alloys of the same composition, characterized by homogeneous microstructure with large gains and presence of long-period stacking order (LPSO) phase have been used as a reference material. The latter alloys are showing better ductility but lower strength compared to the rapidly solidified ribbon consolidated alloys. Besides, the effect of extrusion ram speed on microstructure and resulting mechanical properties is addressed. Microstructure observations has been performed using light and scanning electron microscopy. Lower values of yield strength in tension compared to that in compression motivated further detailed investigation using advanced technique. Thus, in-situ synchrotron X-ray diffraction method has been employed for analysis of the deformation mechanisms, indicating the activation of non-basal slip systems alongside the primary basal slip system, with negligible twinning. Moreover,...