Deformation Nén Nóng và Năng Lượng Kích Hoạt của Composite Khung Magie AZ80 Tăng Cường NanoHybrid
Tóm tắt
Bài thử nghiệm biến dạng nóng của composite được tăng cường bằng nano silic cacbua (nano-SiC) và ống nano carbon (CNT) trong ma trận AZ80 đã được thực hiện ở các nhiệt độ nén từ 300–450 °C và tốc độ biến dạng từ 0.0001–1 s−1. Có thể quan sát thấy rằng ứng suất chảy của nanocomposite tăng lên khi giảm nhiệt độ biến dạng và tăng tốc độ biến dạng. Hành vi biến dạng nóng của composite có thể được mô tả bằng phương trình Arrhenius hình sin-hyperbolic, và năng lượng kích hoạt biến dạng (Q) được tính toán là 157.8 kJ/mol. Các giá trị Q của composite nano-hybrid/AZ80 được ép đùn trong nghiên cứu này và các nghiên cứu tương tự về hợp kim AZ80 được ép đùn đã được so sánh nhằm phân tích ảnh hưởng của việc bổ sung tăng cường, và các ảnh hưởng của điều kiện biến dạng lên năng lượng kích hoạt cũng đã được phân tích. Cuối cùng, kết cấu vi mô khi nén trong trạng thái không ổn định đã được phân tích cẩn thận, và kết quả cho thấy rằng hiện tượng bất ổn cục bộ dễ xảy ra ở mẫu nén của composite nano-hybrid/AZ80 dưới các điều kiện biến dạng có nhiệt độ thấp với tốc độ biến dạng cao (300 °C, 0.1–0.01 s−1) và nhiệt độ cao với tốc độ biến dạng thấp (450 °C, 0.0001 s−1).
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Fan, 2019, The semi-solid microstructural evolution and coarsening kinetics of AZ80-0.2Y-0.15Ca magnesium alloy, Mater. Charact., 154, 116, 10.1016/j.matchar.2019.05.019
Cai, 2016, Dynamic recrystallization behavior and hot workability of AZ41M magnesium alloy during hot deformation, J. Alloys Compd., 670, 55, 10.1016/j.jallcom.2016.02.033
Ren, L., Zhou, M., Lu, T., Fan, L., Guo, Y., Zhang, Y., Boehlert, C.J., and Quan, G. (2020). Eutectic phase strengthening and strain rate sensitivity behavior of AZ80 magnesium alloy. Mater. Sci. Eng. A, 770.
Matin, 2015, Microstructure and mechanical properties of Mg/SiC and AZ80/SiC nano-composites fabricated through stir casting method, Mater. Sci. Eng. A, 625, 81, 10.1016/j.msea.2014.11.050
Parizi, 2019, The structure effect of carbonaceous reinforcement on the microstructural characterization and mechanical behavior of AZ80 magnesium alloy, J. Alloys Compd., 809, 151682, 10.1016/j.jallcom.2019.151682
Parizi, 2017, Microstructure evaluations and mechanical properties of rheo-cast AZ80/Ca/Al2O3 nanocomposite after extrusion process, Mater. Sci. Eng. A, 693, 33, 10.1016/j.msea.2017.03.086
Deng, 2015, Hot deformation behavior and processing maps of fine-grained SiCp/AZ91 composite, Mater. Des., 67, 72, 10.1016/j.matdes.2014.11.006
Mulyadi, 2006, Parameter optimization in constitutive equations for hot forging, J. Mater. Process. Technol., 177, 311, 10.1016/j.jmatprotec.2006.04.058
Wang, 2017, Hot deformation behavior and microstructural evolution of particulate-reinforced AA6061/B4C composite during compression at elevated temperature, Mater. Sci. Eng. A, 696, 248, 10.1016/j.msea.2017.03.013
Zhou, 2014, Hot deformation behavior and workability characteristics of bimodal size SiCp/AZ91 magnesium matrix composite with processing map, Mater. Des., 64, 177, 10.1016/j.matdes.2014.07.039
Zhang, 2017, Effect of SiC particles and the particulate size on the hot deformation and processing map of AZ91 magnesium matrix composites, Mater. Sci. Eng. A, 707, 315, 10.1016/j.msea.2017.09.056
Tan, T.X., Zhang, B., Liu, K., Yan, X., Han, J., Liu, X., Yang, W., Zhou, C., Yu, Z., and Shao, P. (2020). Microstructure and mechanical property of the 2024Al matrix hybrid composite reinforced with recycled SiCp/2024Al composite particles. J. Alloys Compd., 815.
Sahoo, 2019, Deformation behavior and processing map development of AZ91 Mg alloy with and without addition of hybrid in-situ TiC+TiB2 reinforcement, J. Alloys Compd., 776, 865, 10.1016/j.jallcom.2018.10.276
Chen, 2018, Hot deformation behavior and mechanism of hybrid aluminum-matrix composites reinforced with micro-SiC and nano-TiB2, J. Alloys Compd., 753, 566, 10.1016/j.jallcom.2018.04.223
Zhang, 2017, Effects of cyclic extrusion and compression on the microstructure and mechanical properties of AZ91D magnesium composites reinforced by SiC nanoparticles, Mater. Charact., 126, 17, 10.1016/j.matchar.2017.01.008
Zhang, 2013, Hot deformation behaviour of aluminium alloy 6061/SiCp MMCs made by powder metallurgy route, Mater. Sci. Technol., 16, 897, 10.1179/026708300101508658
Saravanan, 2015, Investigations on the hot workability characteristics and deformation mechanisms of aluminium alloy-Al2O3 nanocomposite, Mater. Des., 79, 6, 10.1016/j.matdes.2015.04.024
Lingbao, 2018, The Microstructure Evolution and Deformation Behavior of AZ80 during Gradient Increment Cyclic Loading, Metall. Mater. Trans. A, 49, 3692, 10.1007/s11661-018-4687-z
Sellars, 1966, On the mechanism of hot deformation, Acta Metall., 14, 1136, 10.1016/0001-6160(66)90207-0
Taleghani, 2012, Hot deformation behaviour and flow stress prediction of 7075 aluminium alloy powder compacts during compression at elevated temperatures, Mater. Sci. Eng. A, 534, 624, 10.1016/j.msea.2011.12.019
Takuda, 1998, Modelling on flow stress of Mg-Al-Zn alloys at elevated temperatures, J. Mater. Process. Technol., 80, 513, 10.1016/S0924-0136(98)00154-X
McQueen, 2002, Constitutive analysis in hot working, Mater. Sci. Eng. A, 322, 43, 10.1016/S0921-5093(01)01117-0
Chen, 2019, Comparison study of hot deformation behavior and processing map of AZ80 magnesium alloy casted with and without ultrasonic vibration, J. Alloys Compd., 803, 585, 10.1016/j.jallcom.2019.06.242
Su, 2016, Hot deformation behavior of AZ80 magnesium alloy towards optimization of its hot workability, Mater. Charact., 122, 90, 10.1016/j.matchar.2016.10.026
Lou, 2011, Deformation behavior of Mg–8Al magnesium alloy compressed at medium and high temperatures, Mater. Charact., 62, 346, 10.1016/j.matchar.2011.01.004
Vagarali, 1982, Deformation mechanisms in h.c.p. metals at elevated temperatures—II. Creep behavior of a Mg-0.8% Al solid solution alloy, Acta Metall., 30, 1157, 10.1016/0001-6160(82)90009-8
Guo, Z. (2005). 2-High temperature deformation, alloys and processing of magnesium. The Deformation and Processing of Structural Materials, Woodhead Publishing.
Zheng, H., Li, Z., Chen, M., You, C., and Liu, D. (2018). The effect of nano β-TCP on hot compression deformation behavior and microstructure evolution of the biomedical Mg-Zn-Zr alloy. Mater. Sci. Eng. A, 715.
Mokdad, 2017, Hot deformation and activation energy of a CNT-reinforced aluminum matrix nanocomposite, Mater. Sci. Eng. A, 695, 322, 10.1016/j.msea.2017.04.006
Zhou, 2017, Tensile Deformation Behavior of As-extruded Mg-3Al-3Zn-1Ti-0.6RE Magnesium Alloy at Elevated Temperature, Rare Metal Mater. Eng., 46, 2149
Wang, 2019, Hot compression deformation behavior of Mg-5Zn-3.5Sn-1Mn-0.5Ca-0.5Cu alloy, Mater. Charact., 157, 109896, 10.1016/j.matchar.2019.109896
Fatmi, 2018, Heat treatment and kinetics of precipitation of β-Mg17Al12 phase in AZ91 alloy, Results Phys., 10, 693, 10.1016/j.rinp.2018.07.009
Patel, 2011, Compressive deformation behaviour of Al alloy (2014)–10wt.% SiCp composite: Effects of strain rates and temperatures, Mater. Sci. Eng. A, 530, 225, 10.1016/j.msea.2011.09.078
Yang, H., Gao, T., Liu, G., Zhao, X., Chen, H., Wang, H., Nie, J., and Liu, X. (2019). Simultaneously improving strength and ductility for Al–Cu–Mg alloy via threadiness array of TiC nanoparticles. Materialia, 6.
Chen, 2017, Length effect of carbon nanotubes on the strengthening mechanisms in metal matrix composites, Acta Mater., 140, 317, 10.1016/j.actamat.2017.08.048