Evolution of Microstructure in Rolled Mg-Based Alloy. Textural Aspect

• Autorzy: Drzymała P. , Kania B. , Wróbel M. , Darłak P. , Długosz P. , Kwaśniewski P. , Bonarski J. T.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0406

Warianty tytułu

PL

Ewolucja mikrostruktury w walcowanym stopie na bazie Mg. Aspekt teksturowy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Magnesium alloys are the lightest structural materials, which makes them particularly suitable for use in the aircraft and automotive industry. However, due to hexagonal close-packed crystal structure, resulting in insufficient number of independent slip systems, magnesium alloys exhibit poor formability at room temperature. Conventional methods of work hardening of magnesium alloys requires the temperature about 300°C, which favours simultaneously processes of thermal recovery and grain growth, but decreases beneficial microstructure strengthening effect. Thus, it is a crucial to undertake development of a technology for semi-finished magnesium alloys elements, which will ensure better mechanical properties of the final products by forming desirable microstructure. In the paper we present the development of crystallographic texture of the Mg-based alloy (Mg-AZ31) in the form of pipe extruded at 430°C and subjected to pilger rolling at relatively low temperature.

PL

Stopy magnezu należą do najlżejszych materiałów konstrukcyjnych, co czyni je szczególnie użytecznymi w przemyśle lotniczym i samochodowym. Jednakże ze względu na strukturę heksagonalną zwartą, skutkującą niewystarczającą liczbą systemów poślizgu, stopy magnezu wykazują złą plastyczność w temperaturze pokojowej. Konwencjonalne metody umocnienia poprzez zgniot wymagają temperatury około 300°C dla tych stopów, co sprzyja jednocześnie procesom zdrowienia i rozrostu ziarna, ale obniża sam efekt umocnienia. Zatem kluczowe jest rozwinięcie technologii dla półproduktów ze stopu magnezu, która zapewni lepsze właściwości mechaniczne końcowych produktów poprzez uformowanie korzystnej mikrostruktury. W pracy przedstawiono rozwój tekstury krystalograficznej stopu na bazie magnezu (Mg-AZ31) w formie rury wyciśniętej w temperaturze 430°C i poddanej walcowaniu pielgrzymowemu we względnie niskiej temperaturze.

Słowa kluczowe

EN

magnesium alloy; plastic deformation; pilger rolling; mechanical twinning; crystallographic texture

PL

stop magnezu; odkształcenia plastyczne; stop walcowany; tekstura krystalograficzna

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 4
• Strony: 2505--2512
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys.

Twórcy

autor

Drzymała P.

• Institute of Metallurgy and Materials Science PAS, 25 Reymonta Str., 30-307 Kraków, Poland

autor

Kania B.

• Institute of Metallurgy and Materials Science PAS, 25 Reymonta Str., 30-307 Kraków, Poland

autor

Wróbel M.

• AGH University of Science and Technology, Al. A. Mickiewicza 30., Kraków, Poland

autor

Darłak P.

• Foundry Research Institute, 73 Zakopiańska Str., Kraków, Poland

autor

Długosz P.

• Foundry Research Institute, 73 Zakopiańska Str., Kraków, Poland

autor

Kwaśniewski P.

• AGH University of Science and Technology, Al. A. Mickiewicza 30., Kraków, Poland

autor

Bonarski J. T.

• Institute of Metallurgy and Materials Science PAS, 25 Reymonta Str., 30-307 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] M. H. Yoo, Slip, twinning, and fracture in hexagonal closepacked metals, Metall. Trans. A A12, 409-418 (1981).
• [2] M. R. Barnett, Twinning and the ductility of magnesium alloys, Part I: Tension twins, Mater. Sci. Eng. A 464, 1-7 (2007).
• [3] S. A. Agnew, Ö. Duygulu, Plastic anisotropy and the role of non-basal slip in magnesium alloy AZ31B, Int. J. Plast. 21, 1161-1193 (2005).
• [4] E. Doege, W. Sebastian, K. Droder, G. Kurz, Increased formability of Mg-sheets using temperature controlled deep drawing tools in innovations in processing and manufacturing of sheet materials, TNS Annual Meeting, 53-60 (2001).
• [5] http://www.en.neocast.pl.
• [6] K. Pawlik, P. Ozga, LaboTex: The texture analysis software, Göttinger Arbeiten zur Geologie und Paläontologie, SB4 (1999).
• [7] K. Pawlik, Determination of the orientation distribution function from pole figures in Arbitrarily Defined Cells, Phys. Status Solidi B 134, 477-483 (1986).
• [8] K. Pawlik, J. Pospiech, A method for the ODF approximation in Arbitrarily Defined Cells from pole figures, in: Bunge HJ (ed) Theoretical methods of texture analysis. DGM Informationsgesellschaft Verlag, Oberursel (1987).
• [9] L. G. Schulz, A direct method of determining preferred orientation of a flat reflection sample using a geiger counter X-ray spectrometer, J. Apply Phys. 20, 1030-1033 (1949).
• [10] L. Tarkowski, L. Laskosz, J. Bonarski, Optimisation of X-ray pole figure measurement, Eighth European Powder Diffraction Conference, May 23-26, 2002 Uppsala, Sweden: Mater. Sci. Forum 443-444, 137-140 (2004).
• [11] J. T. Bonarski, M. Wróbel, K. Pawlik, Quantitative phase analysis of duplex stainless steel using incomplete pole figures, Mater. Sci. Technol. 16, 6, 657-662 (2000).
• [12] K. Sztwiertnia, J. Kawałko, M. Bieda, K. Berent, Microstructure of polycrystalline zinc subjected to plastic deformation by complex loading, Arch. Metall. Mater. 58,1, (2013).
• [13] A. G. Checa, J. T. Bonarski, M. G. Willinger, M. Faryna, K. Berent, B. Kania et al. Crystallographic orientation inhomogeneity and crystal splitting in biogenic calcite, J. R. Soc. Interface 10, 86, 04-25 (2013).
• [14] L. F. Chiang, H. Hosokawa, J. Y. Wang et al. investigation on dynamic friction properties of extruded AZ31 magnesium alloy using ring upsetting method, Mater. Trans. 51, 7, 1249-1254 (2010).
• [15] H. Koh, T. Sakai, H. Utsunomiya, S. Minamiguchi, Deformation and texture evolution during high-speed rolling of AZ31 magnesium sheets, Mater. Trans. 48, 8, 2023-2027 (2007).
• [16] K. P. Rao, Y. V. R. K. Prasad, J. Dzwonczyk, N. Hort, K. U. Kainer, Hot deformation mechanisms in AZ31 magnesium alloy extruded at different temperatures: Impact of Texture, Metals 2, 293-312 (2012).
• [17] M. Huppmann, M. Lentz, S. Chedid, W. Reimers, Analyses of deformation twinning in the extruded magnesium alloy AZ31 after compressive and cyclic loading, J. Mater. Sci. 46, 938-950 (2010).
• [18] M. Huppmann, M. Lentz, K. Brömmelhoff, W. Reimers, Fatigue properties of the hot extruded magnesium alloy AZ31, Mater. Sci. Eng. A 527, 5514-5521 (2010).
• [19] T. Al-Samman, G. Gottstein, Dynamic recrystallization during high temperature deformation of magnesium, Mater. Sci. Eng. A 490, 411-420 (2010).
• [20] M. Wróbel, Mechanical twinning in cubic crystals, Dissertations, Monographs No 234, AGH University of Science and Technology Press, Kraków 2011-in polish.
• [21] H. J. Bunge, Texture analysis in materials science, Butterworths, London (1982).
• [22] D. Ando, J. Koike, Y. Sutou, Relationship between deformation twinning and surface step formation in AZ31 magnesium alloys, Acta Mater. 58, 4316-4324 (2010).
• [23] S. Mu, J. J. Jonas, G. Gottstein, Variant selection of primary, secondary and tertiary twins in a deformed Mg alloy, Acta Mater. 60, 2043-2053 (2012).
• [24] M. D. Nave, M. R. Barnett, Microstructures and textures of pure magnesium deformed in plane-strain compression, Scr. Mater. 51, 881-885 (2004).
• [25] P. G. Partridge, The crystallography and deformation modes of hexagonal close-packed metals, Met. Rev. 12, 169-191 (1967).
• [26] A. Morawiec, Orientations and rotations: computations in crystallographic textures, Berlin: Springer-Verlag (2004).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.