Effects of mechanical alloying conditions on the properties of Mg-based nanomaterials

• Autorzy: Kowalski K. , Kachlicki T. , Jurczyk M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.5.5

Warianty tytułu

PL

Wpływ parametrów technologicznych mechanicznej syntezy na właściwości materiałów na bazie magnezu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Various methods can be used to improve properties of Mg-based materials. These modifications include alterations of the chemical composition or microstructure modification. Nanostructured Mg-based alloy powders were produced by mechanical alloying method. The effect of different milling conditions on the microstructure evolution during mechanical alloying of Mg-type alloys with a nominal composition Mg-4Y-5.5Dy-0.5Zr, Mg-1Zn-1Mn-0.3Zr was studied. Bulk nanostructured Mg-type materials were finally obtained by the application of powder metallurgy. The evolution of microstructure and mechanical properties of Mg-based alloys were investigated. Compared to microcrystalline magnesium synthesized samples exhibit higher microhardness. This effect is directly associated with structure refinement and obtaining a nanostructure. Data concerning corrosion of nanostructured Mg-type alloys are scarce. In this paper, the corrosion behaviour of synthesized bulk Mg-based alloys containing different elements were investigated by immersion test in 0.1 M NaCl. The potentiodynamic corrosion test results indicate that addition of alloying elements shifts the corrosion potential to the less negative values. Nanocrystalline Mg-based alloy with enhanced mechanical and corrosion properties can be used in the automotive and marine industries.

PL

Różne metody mogą być stosowane do poprawy właściwości materiałów na bazie magnezu. Modyfikacje te obejmują między innymi zmiany w składzie chemicznym i fazowym. Metodą mechanicznej syntezy przygotowano nanokrystaliczne proszki stopu na bazie magnezu. Sprawdzono wpływ różnych warunków mielenia na zmiany mikrostruktury stopów o składzie Mg-4Y-5,5Dy-0,5Zr oraz Mg-1Zn-1Mn-0,3Zr. Lite próbki wytworzono metodą metalurgii proszków. Zbadano zmiany mikrostruktury i właściwości mechanicznych w trakcie mielenia. W porównaniu z mikrokrystalicznym magnezem wytworzone nanokrystaliczne stopy charakteryzują się większą twardością i modułem Younga, co ma bezpośredni związek z rozdrobnieniem ziaren i uzyskaniem struktury nanokrystalicznej. W pracy przeprowadzono badania odporności korozyjnej wytworzonych nanokrystalicznych stopów magnezu w 0,1 M roztworze NaCl. Potencjodynamiczne próby wykazały, iż dodatek pierwiastków stopowych powoduje przesunięcie potencjałów korozyjnych (EC) w kierunku bardziej dodatnich wartości. Wyprodukowane nanokrystaliczne stopy na bazie magnezu mogą znaleźć zastosowanie w przemyśle okrętowym i motoryzacyjnym.

Słowa kluczowe

EN

magnesium; mechanical alloying; nanostructure

PL

magnez; mechaniczna synteza; nanostruktura

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 5
• Strony: 229--232
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Kowalski K.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska

autor

Kachlicki T.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska

autor

Jurczyk M.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska

Bibliografia

• [1] Suryanarayna C.: Mechanical alloying and milling. Prog. Mater. Sci. 46 (2001) 1÷184.
• [2] Valiev R. Z., Islamgaliev R. K., Alexandrov I. V.: Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation. Progr. Mater. Sci. 45 (2000) 103÷189.
• [3] Khanra A. K., Jung H. C., Yu S. H., Hong K. S., Shin K. S.: Microstructure and mechanical properties of Mg–HAP composites. Bull. Mater. Sci. 33 (2010) 43÷47.
• [4] Song G.: Recent progress in corrosion and protection of magnesium alloys. Adv. Eng. Mater. 7 (2005) 563÷586.
• [5] Fatemi-Varzaneh S. M., Zarei-Hanzaki A., Paul H.: Characterization of ultrafine and nanograined magnesium alloy processed by severe plastic deformation. Mater. Charact. 87 (2014) 27÷35.
• [6] White F.: The history of biodegradable magnesium implants — a review. Acta Biomater. 6 (2010) 1680÷1692.
• [7] Maker G. L., Kruger J.: Corrosion of magnesium. Int. Mater. Rev. 38 (1993) 138÷153.
• [8] Li N., Zheng Y.: Novel magnesium alloys developed for biomedical application: A review. J. Mater. Sci. Technol. 29 (2013) 489÷502.
• [9] Brar H. S., Platt M. O., Sarntinoranont M., Martin P. I., Manuel M. V.: Magnesium as a biodegradable and bioabsorbable material for medical implants. JOM 61 (2009) 31÷34.
• [10] Virtanen S.: Biodegradable Mg and Mg alloys: Corrosion and biocompatibility. Mater. Sci. Eng. B 176 (2011) 1600÷1608.
• [11] Zberg B., Uggowitzer P. J., Löffler J. F.: MgZnCa glasses without clinically observable hydrogen evolution for biodegradable implants. Nature Mater. 8 (2009) 887÷891.
• [12] Niespodziana K., Jurczyk K., Jakubowicz J., Jurczyk M.: Fabrication and properties of titanium–hydroxyapatite nanocomposites. Mater. Chem. Phys. 123 (2010) 160÷165.
• [13] Tulinski M., Jurczyk M.: Nanostructured nickel-free austenitic stainless steel composites with different content of hydroxyapatite. Appl. Surface Sci. 260 (2012) 80÷83.
• [14] Fisher-Cripps A. C.: Nanoindentation. 3rd ed., Springer, New York (2011).
• [15] Nakatsugawa I., Kamado S., Kojima Y., Ninomiya R., Kubota K.: Corrosion of magnesium alloys containing rare earth elements. Corros. Rev. 16 (1998) 139÷157.