Comparison of microstructure and texture development of ECAPed pure Mg with A Mg-Si slloy

• Autorzy: Gan W. M. , Brokmeier H.-G. , Zheng M. Y. , Chang H. , Wang X. J. , Wu K.

Warianty tytułu

PL

Porównanie rozwoju mikrostruktury i tekstury czystego Mg i stopu Mg-Si w procesie ECAP

• Konferencja: SOTAMA Symposium on Texture and Microstructure Analysis (2; 26-28.09.2007; Cracow, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The evolution of microstructures and texture durin g ECAP processing of pure Mg and Mg-Si alloy with route A were investigated. The results showed, that the degree of grain size refinement for pure Mg was limited after 2 passes, because of a relatively high processing temperature. Two different types of Mg2Si were obtained: firstly, relatively coarse polygonal Mg2Si grains and secondly, the Chinese type eutectic mixture of Mg with Mg2Si. These hard particles of Mg2Si have an high influence on the development of texture and microstructure during ECAP. A kind of basal-plane-type texture was formed for both materials, where the (0002) pole figure showed a strong orientation maximum, normal to the deformation plane. The misfits from the ideal 45° tilting angle related to the 90° die geometry come from the construction details of the ECAP device. The monoclinic deformation symmetry by shearin g was not reached because of friction, which resulted in a simple rotation along the ECAP-direction.

PL

Wyciskanie w kanale kątowym (ECAP), obiecująca technika dużych odkształceń plastycznych jest z sukcesem stosowana do szerokiego zakresu metali i materiałów metalicznych. Teoretycznie prosty model odkształcenie- ścinanie spowodował szerokie badania unikalnej mikrostruktury i tekstury po procesie ECAP i ich odniesienie do polepszenia własno ści. Jednakże, wpływ parametrów przetwarzania — takich jak: kąt rozwarcia kanału, liczba przejść przez kanał i obrót próbki pomiędzy przejściami — na mechanizm rozdrobnienie ziarna nie są w pełni zrozumiałe. Ponadto, wpływ drugiej fazy na rozwój tekstury podczas procesu ECAP był dotychczas rzadko badany. W prezentowanych w pracy badaniach odkształcanie ECAP czystego Mg i stopów Mg-Si, o składzie chemicznym 3.26%Si, 0.04%Mn, 0.03%Zn, 0.02%Fe (proc. wa g .) z dopełniającym udziałem Mg przeprowadzono dla jednego do czterech przejść, stosując przeciskane przez kanał prostokątny na drodze A (bez obrotu pomiędzy przejściami). Teksturę próbki przy odkształceniu ECAP po każdym przejściu, analizowano techniką dyfrakcji neutronów w TEX-2 Geesthacht w Niemczech. Funkcje rozkładu orientacji wyliczono metodą rozwinięć szeregowych do rzędu rozwinięcia Lmax = 22. Obserwacje wykonane przy pomocy mikroskopii orientacji pokazały, że wielkość ziarna w czystym Mg maleje od około 900 µm dla odlewu, do okoo 100 µm już po jednym przejściu dla obydwóch materiałów oraz, że "chiński typ eutektyki" (twarda faza metaliczna Mg2 Si w stopie Mg-Si) zaczał pękać i rozprzestrzeniał się wzdłuż kierunku pod katem około 45° do kierunku wyciskania. Po dalszym odkształcaniu, do 4 przejść, zmniejszenie wielkości ziarna w czystym Mg nie było tak widoczne i nastąpił pewien wzrost ziarna. Dendrytyczna eutektyka Mg 2 Si niemal całkowicie się rozpadła, podczas gdy pękanie pierwotnych wydzieleń gruboziarnistego poligonalnego Mg 2 Si było bardzo ograniczone. Wskutek negatywnego wpływu Mg2Si wielkość ziaren macierzystego stopu Mg-Si dale) się zmniejszała. Systematyczna analiza rozwoju tekstury wykazała, że dla obu materiałów formowała się tekstura bazalna, wówczas gdy kąt nachylenia do kierunku wyciskania był mniejszy niż idealny 45°, co można uważać raczej za złożone odksztalcenie niż za proste ścinanie, a niekontrolowalne warunki tarcia mogą być także odpowiedzialne za obserwowany dodatkowy obrót głównego bieguna bazalnego. Płaszczyzna bazalna poruszała się niemal równolegle do kierunku wyciskania wraz ze wzrostem liczby przejść przez kanał. Intensywność (ostrość) tekstury w wyciskanym w kanale kątowym czystym Mg była wyższa niż w stopach Mg-Si, co wskazywało, że istnienie Mg 2 Si "randomizuje" odkształcenie podczas przetwarzania materiału.

Słowa kluczowe

EN

ECAP; Mg2Si alloy; texture; route A

PL

proces wyciskania w kanale kątowym (ECAP); Mg2Si alloy; tekstura

• 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: 2008
• Tom: Vol. 53, iss. 1
• Strony: 63--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gan W. M.

autor

Brokmeier H.-G.

autor

Zheng M. Y.

autor

Chang H.

autor

Wang X. J.

autor

Wu K.

• SCHOOL OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING, IIARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY. P.R. CHINA

Bibliografia

• [1] V. M. Segal, Severe plastic deformation: simple shear versus pure shear. Mater. Sci. & Eng. A338, 331-344 (2002).
• [2] R. Z. Valiev, T. G. Langdon, Principles of equal-channel angular pressing as a processing tool for grain refinement. Prog. in Mater. Sci. 51, 881-981(2006).
• [3] S. R. Agnew, P. Mehrotra,T. M. Lillo, G .M. Stoica, P. K. Liaw, Crystallographic texture evolution of three wrought magnesium alloys during equal channel angular extrusion. Mater. Sci. & Eng. A408, 72-78 (2005).
• [4] S. C. Baik, Y. Estrin, R. J. Hellming, H. T. Jeong, H. S. Kim, Modelling of Texture Evolution of Copper under Equal Channel Angular Pressing. Z. Metalkunde 11, 1189-1198 (2003).
• [5] W. J. Kim, C. W. An, Y. S. Kim, S. I. Hong, Mechanical properties and microstructures of an AZ61 Mg Alloy produced by equal channel angular pressing. Scripta Mater. 47, 39-44(2002).
• [6] W. Skrotzki, N. Scheerbaum, C. Oertel,R. Massion, S. Suwas, L. S. Toth, Microstructure and texture gradient in copper deformed by equal channel angular pressing. Acta Mater. 55, 2013-2024 (2007).
• [7] S. Ferrasse, V. M. Segal, S. R. Kalidindi, F. Alford, Texture evolution during equal channel angular extrusion, Part I, effect of route, number of passes and initial texture. Mater. Sci. & Eng. A368, 28-40 (2004).
• [8] S. Li, A. Gazder, I. J. Beyerlein, E. V. Pereloma, H. J. Davies, Effect of processing route on microstructure and texture development in equal channel angular extrusion of interstitial-free steel. Acta Mater. 54, 1087-1100 (2006).
• [9] B. L. Mordike, T. Ebert, Properties- applicationspotential. Mater. Sci. & Eng. A302, 37-45 (2001).
• [10] M. Y. Zheng, S.W. Xu, K. Wu, S. Kamado, Y. Kojima, Superplasticity of Mg-Zn-Y alloy containing quasicrystal phase processed by equal channel angular pressing. Mater. Lett. 61, 22, 4406-4408 (2007).
• [11] Y. Miyahara, K. Matsubara, Z. Horita, T. G. Langdon, Grain Refinement and Superplasticity in a Magnesium Alloy Processed by Equal- Channel Angular Pressing. Metll. Mater. Tran. 36A, 1705-1711(2005).
• [12] S. R. Agnew, P. Mehrotra, T. M. Lillo, G. M. Stoica, P. K. Liaw, Texture evolution of five wrought magnesium alloys during route A equal channel angular extrusion: Experiments and simulations. Acta Mater. 53, 3135-3146 (2005).
• [13] A. Gholinia, P. Bate, P. B. Prangsnell, Modcling texture development during equal channel angular extrusion of aluminum. Acta Mater. 50, 2121-2136 (2002).
• [14] S. B. Yi, H.-G. Brokmeier, R. E. Bolmaro, K. U. Kainer, T. Lippmann, In situ measurements of texture variations during a tensile loading of Mg-alloy AM20 using synchrotron X-ray radiation. Scripta Mater. 51, 455-460 (2004).
• [15] C. H. J. Davies, S. B. Yi, J. Bohlen, K. U. Kainer, H.-G. Brokmeier, J. Homeyer, Synchrotron radiation investigation of twinnin g in extruded magnesium alloy AZ31. Mater. Sci. Forum. 495-497, 1633-1638 (2005).
• [16] W. H. Huang, L. Chang, P. K. Kao, C. P. Chang, Effect of die angle on the deformation texture of copper processed by equal channel angular extrusion. Mater. Sci. & Eng. A307, 113-118 (2001).
• [17] L. S. Toth, R. A. Massion, L. Germain, S. C. Baik, S. Suwas, Analysis of texture evolution in equal channel angular extrusion of copper using a new flow filed. Actat Mater. 52, 1885-1898 (2004).
• [18] H.-G. Brokmeier, Experimental texture of Al-Pb, Al-Cu and Fe-Cu metal-metal composites, Mater. Sci. & Eng. A175, 131-139 (1994).
• [19] H. G. Kloos, H.-G. Brokmeier, H. J. Bunge, Texture development in extruded Al-Cu composites, Mater. Sci. Forum. 157-162, 685-692 (1994).
• [20] H.-G. Brokmeier, E. M. Jansen, P. Spalthoff, J. Signorelli, P. Turner, R. E. Bolmaro, Ma gnesium SiC reinforced composites- Texture and residual strain investigations by simulation and experiments. Magnesium Alloys and their Applications, 26-28 Sep 2009, Munich, Germany 155-160 (2000).
• [21] H.-G. Brokmeier, Non-destructive texture measurement. Mater. Sci. Forum, 408-412, 149-154 (2002).
• [22] M. Mabuchi, K. Higashi, Strengthening mechanisms of Mg-Si alloys. Acta Mater. 44(11), 4611-4618 (1996).
• [23] S. B. Yi, C. H. J. Davis, H.-G. Brokmeier, R. E. Bolmaro, K. U. Kainer, J. Homeyer, Deformation and texture evolution in AZ31 magnesium alloy during uniaxial loading. Acta Mat. 54, 549-562 (2006).
• [24] S. Y. Li, I. J. Beyerlein, M. A. M. Bourke, Texture formation during equal channel angular extrusion of fcc and bcc materials: Comparison with simple shear. Mater. Sci. & Eng. A394, 66-77 (2005).