Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cấu trúc và tính chất của hợp kim magie Mg-0,3% Ca sau quá trình biến dạng đa trục và ép kênh ngang
Tóm tắt
Biến dạng đa trục (MAD) của hợp kim Mg-0,3% Ca được thực hiện khi nhiệt độ giảm trong khoảng 425–375 và 400–325°C. Sự giảm nhiệt độ vào cuối quá trình MAD gây ra sự giảm kích thước hạt từ 7–8 xuống còn 0,5–2 μm và sự phát triển của một kết cấu vững chắc dạng prismatic, xác định độ bền cao (σu = 194 MPa) và độ dẻo (δ = 39%). Sau quá trình MAD trong khoảng 425–375°C, hợp kim Mg-0,3% Ca được ép kênh ngang (ECAP) ở nhiệt độ 275 và 325°C. ECAP gây ra sự giảm kích thước hạt từ 7–8 μm xuống còn 2 và 5 μm, tương ứng. Kết cấu cũng thay đổi từ dạng prismatic sang kết cấu basal nghiêng. Điều này dẫn đến sự tăng cường độ bền lên 170-160 MPa với độ dẻo δ = 25–30%. Kết quả cho thấy rằng MAD có thể được sử dụng như một quá trình cuối cùng và sơ bộ trước EACAP để hình thành cấu trúc hạt siêu mịn trong hợp kim Mg-0,3% Ca.
Từ khóa
#biến dạng đa trục #hợp kim magie #kích thước hạt #ép kênh ngang #kết cấu prismatic #độ bền #độ dẻoTài liệu tham khảo
Investigations and Applications of Severe Plastic Deformation, Ed. by T. C. Lowe and R. Z. Valiev (Kluwer Acad., Dordrecht, 2000), Vol. 80.
Nanomaterials by Severe Plastic Deformation, Ed. by M. J. Zehetbauer and R. Z. Valiev (Wiley, Vienna, 2003).
Nanomaterials by Severe Plastic Deformation, Ed. by Z. Horita (Trans Tech Publ., Uetikon-Zürich, 2005).
Nanomaterials by Severe Plastic Deformation, Ed. by Y. Estrin and H. J. Maier (Trans Tech Publ., Uetikon-Zürich, 2008).
Nanomaterials by Severe Plastic Deformation, Ed. by J. T. Wang, R. B. Figueiredo, and T. G. Langdon (Trans Tech Publ., Uetikon-Zürich, 2011).
A. Yamashita, Z. Horita, and T. G. Langdon, “Improving the mechanical properties of magnesium and a magnesium alloy through severe plastic deformation,” Mater. Sci. Eng. Ser. A 300, 142–147 (2001).
S. R. Agnew, J. A. Horton, T. M. Lillo, et al., “Enhanced ductility in strongly textured magnesium produced by equal channel angular processing,” Scr. Mater. 50, 377–381 (2004).
R. Lapovok, P. F. Thomson, and R. Cottam, “The effect of grain refinement by warm equal channel angular extrusion on room temperature twinning in magnesium alloy ZK60,” J. Mater. Sci. 40, 1699–1708 (2005).
K. Xia, J. T. Wang, X. Wu, et al., “Equal channel angular pressing of magnesium alloy AZ31,” Mater. Sci. Eng. Ser. A. 410–411, 324–327 (2005).
R. B. Figueiredo and T. G. Langdon, “Principles of grain refinement in magnesium alloys processed by equal-channel angular pressing,” J. Mater. Sci. 44, 4758–4762 (2009).
V. N. Serebryany and S. V. Dobatkin, “The role of structure and texture factors in the ductility and deformability improving of magnesium alloys subjected to ECAP,” Mater. Sci. Forum 702–703, 119–122 (2012).
J. Xing, X. Yang, H. Miura, et al., “Mechanical properties of magnesium alloy AZ31 after severe plastic deformation,” Mater. Trans. 49(1), 69–75 (2008).
H. Miura, G. Yu, X. Yang, et al., “Ultrafine grain evolution and the mechanical properties of AZ61Mg alloy obtained by multi directional forging,” in Proceedings of the 8th International Conference on Magnesium Alloys and Their Applications (Weinheim, Wiley, 2009), pp. 516–523.
X. N. Gu, W. R. Zhou, Y. F. Zheng, Y. Cheng, S. C. Wei, S. P. Zhong, T. F. Xi, and L. J. Chen, “Corrosion fatigue behaviors of two biomedical Mg alloys—AZ91D and WE43—in simulated body fluid,” Acta Biomater. 6(12), 4605–4613 (2010).
H. Hermawan, D. Dub, and D. Mantovani, “Developments in metallic biodegradable stents,” Acta Biomater. 6(5), 1693–1697 (2010).
F. Klocke, M. Schwade, A. Klinka, and A. Kopp, “EDM machining capabilities of magnesium (Mg) alloy WE43 for medical applications,” Procedia Eng. 19, 190–195 (2011).
A. C. Hänzi, P. Gunde, M. Schinhammer, and P. J. Uggowitzer, “On the biodegradation performance of an Mg-Y-RE alloy with various surface conditions in simulated body fluid,” Acta Biomater. 5(1), 162–171 (2009).
Y. Li, C. Wen, D. Mushahary, R. Sravanthi, N. Harishankar, G. Pande, and P. Hodgson, “Mg-Zr-Sr alloys as biodegradable implant materials,” Acta Biomater. 8, 3177–3188 (2012).
M. P. Staiger, A. M. Pietlak, J. Huadmai, and G. Dias, “Magnesium and its alloys as orthopedic biomaterials: a review,” Biomater. 27, 1728–1734 (2006).
Y. Li, P. D. Hodgson, and C. Wen, “The effects of calcium and yttrium additions on the microstructure, mechanical properties and biocompatibility of biodegradable magnesium alloys,” J. Mater. Sci. 46, 365–371 (2011).
L. Yang, Y. Huang, F. Feyerabend, R. Willumeit, K. U. Kainer, and N. Hort, “Influence of ageing treatment on microstructure, mechanical and bio-corrosion properties of Mg-Dy alloys,” J. Mech. Behav. Biomed. 13, 36–44 (2012).
J. H. Gao, S. K. Guan, Z. W. Ren, Y. F. Sun, S. J. Zhu, and B. Wang, “Homogeneous corrosion of high pressure torsion treated Mg-Zn-Ca alloy in simulated body fluid,” Mater. Lett. 65, 691–693 (2011).
V. N. Serebryany, M. V. Popov, A. S. Gordeev, V. N. Timofeev, L. L. Rokhlin, Y. Estrin, and S. V. Dobatkin, “Effect of texture and microstructure on ductility of Mg-Al-Ca alloy processed by equal channel angular pressing,” Mater. Sci. Forum. 584–586, 375–379 (2008).
S. V. Dobatkin, Y. Estrin, L. L. Rokhlin, M. V. Popov, R. Lavopok, T. V. Dobatkina, V. N. Timofeev, and N. I. Nikitina, “Structure and properties of Mg-Al-Ca alloy after severe plastic deformation,” Mater. Sci. Forum. 584–586, 559–564 (2008).
S. F. Kurtasov, “Method for the quantitative analysis of rolling textures of materials with a cubic crystal lattice,” Zavod. Lab. 73(7), 29–36 (2007).
V. N. Serebryanyi, G. S. D’yakonov, V. I. Kopylov, G. A. Salishchev, and S. V. Dobatkin, “Texture and structure contribution to low-temperature plasticity enhancement of Mg-Al-Zn-Mn Alloy MA2-1pch after ECAP and annealing,” Phys. Met. Metallogr. 114(5), 448–456 (2013).
S. S. Gorelik, S. V. Dobatkin, and L. M. Kaputkina, Recrystallization of Metals and Alloys (Metallurgiya, Moscow, 2005).
M. L. Bernshtein, S. V. Dobatkin, L. M. Kaputkina, and S. D. Prokoshkin, Hot Deformation Diagrams, Structure and Properties of Steels (Metallurgiya, Moscow, 1989).