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Título : Influence of Al on the superplastic behavior at low temperatures of fine grained Mg-Al-Zn alloys
Autor : Dr. HERNÁNDEZ SILVA, DAVID
M. en C. VICTORIA HERNÁNDEZ, JOSÉ
Palabras clave : Aluminio
superplástico
Fecha de publicación : 30-nov-2011
Resumen : In this work, the effect of Aluminum on the superplastic behavior at low temperatures of three wrought Mg-Al-Zn alloys has been investigated. The magnesium alloys were processed by hydrostatic extrusion (HE). This thermomechanical treatment allows higher extrusion rates and lower temperatures than conventional direct or indirect extrusion. By means of HE was possible to generate very fine grained microstructures with average grain sizes of 5 μm for AZ31, 5 μm for AZ61 and 8 μm for AZ80. All extrusions were performed at only 150 °C and an extrusion rate of 8 m/min. In order to reveal the deformation mechanisms involved during plastic deformation, tension and compression tests were carried out at 175, 200 and 225 °C, and at three different strain rates of 10-2, 10-3 and 10-4 s-1. All alloys showed superplastic behavior at low temperature, 200 °C for AZ31, 175 °C for AZ61 and 225 °C for AZ80. The superplastic behavior was enhanced by dynamic recrystallisation (DRX) which produced a finer grain microstructure during deformation. Dynamic recrystallisation produced small and equiaxed grains which facilitated the dominant mechanism of grain boundary sliding (GBS) responsible for the high elongations recorded. It was found that Al affects directly the recrystallisation mechanism which was one of the most important operative mechanisms during deformation. Moreover, with increasing the Al content, the precipitation of secondary phase Mg17Al12 played an important role in the detriment of the superplastic behavior at the highest temperature or at the lowest strain rate used. In addition to these effects, the detection by means of electron backscatter diffraction (EBSD) of a special texture component 〈11.1〉 during superplastic behavior was possible. It is note worthy that such component has only been seen up to now in magnesium alloys containing rare earth elements.
Descripción : En este trabajo, el efecto del Aluminio sobre el comportamiento superplástico a baja temperatura de aleaciones Magnesio-Aluminio-Zinc ha sido investigado. Las aleaciones de magnesio fueron procesadas por extrusión hidrostática (EH). Este tipo de tratamiento termomecánico permite el uso de velocidades de extrusión más altas y temperaturas de extrusión más bajas que extrusiones convencionales de extrusión directa e indirecta. Por medio de EH, fue posible procesar aleaciones con tamaños de grado alrededor de ~5 μm para la aleación AZ31, 5 μm para la AZ61 y 8 μm para la AZ80. Las extrusiones fueron realizadas a una temperatura de tan solo 150 °C y con una velocidad de extrusión de 8 m/min. Pruebas de tensión y compresión en las aleaciones extruidas fueron hechas a 175, 200 y 225 °C; a cada temperatura tres diferentes velocidades de deformación fueron empleadas: 10-2 s-1, 10-3 s-1 y 10-4 s-1, todo esto con el objetivo de revelar los mecanismos de deformación involucrados durante la deformación plástica en dichas condiciones. Todas las aleaciones mostraron comportamiento superplástico a baja temperatura: 200 °C para la AZ31, 175 °C para AZ61 y 225 °C para la aleación AZ80. El comportamiento superplástico fue mejorado por el efecto de la recrystalización dinámica (DRX por sus siglas en ingles) la cual produjo una nueva microestructura durante la deformación con granos más finos y equiaxiales que los obtenidos durante la extrusión. La reducción del tamaño de grano durante la deformación mejoró el mecanismo dominante y responsable de los altos alargamientos medidos que fue el deslizamiento de límites de grano (GBS por sus siglas en ingles). Se ha encontrado que el Al afecta directamente el mecanismo de recristalización que fue uno de los mas importantes durante la deformación de las aleaciones AZ’s. También, al incrementar el contenido de Al, la precipitación de la fase secundaria Mg17Al12 tuvo un papel importante en el detrimento del comportamiento superplástico en la temperatura mas alta usada o en la velocidad de deformación más baja. Además de estos dos efectos, fue posible la detección por medio de difracción de electrones retrodispersados (EBDS) la formación de un componente especial de textura 〈11.1〉 durante la deformación superplástica, haciendo ver que nuevos sistemas de deslizamiento son requeridos con el fin de compensar la gran deformación que sufre el material a bajas temperaturas. Es importante decir que dicho componente solo ha sido visto hasta ahora en sistemas de aleación de magnesio que contienen elementos de tierras raras.En este trabajo, el efecto del Aluminio sobre el comportamiento superplástico a baja temperatura de aleaciones Magnesio-Aluminio-Zinc ha sido investigado. Las aleaciones de magnesio fueron procesadas por extrusión hidrostática (EH). Este tipo de tratamiento termomecánico permite el uso de velocidades de extrusión más altas y temperaturas de extrusión más bajas que extrusiones convencionales de extrusión directa e indirecta. Por medio de EH, fue posible procesar aleaciones con tamaños de grado alrededor de ~5 μm para la aleación AZ31, 5 μm para la AZ61 y 8 μm para la AZ80. Las extrusiones fueron realizadas a una temperatura de tan solo 150 °C y con una velocidad de extrusión de 8 m/min. Pruebas de tensión y compresión en las aleaciones extruidas fueron hechas a 175, 200 y 225 °C; a cada temperatura tres diferentes velocidades de deformación fueron empleadas: 10-2 s-1, 10-3 s-1 y 10-4 s-1, todo esto con el objetivo de revelar los mecanismos de deformación involucrados durante la deformación plástica en dichas condiciones. Todas las aleaciones mostraron comportamiento superplástico a baja temperatura: 200 °C para la AZ31, 175 °C para AZ61 y 225 °C para la aleación AZ80. El comportamiento superplástico fue mejorado por el efecto de la recrystalización dinámica (DRX por sus siglas en ingles) la cual produjo una nueva microestructura durante la deformación con granos más finos y equiaxiales que los obtenidos durante la extrusión. La reducción del tamaño de grano durante la deformación mejoró el mecanismo dominante y responsable de los altos alargamientos medidos que fue el deslizamiento de límites de grano (GBS por sus siglas en ingles). Se ha encontrado que el Al afecta directamente el mecanismo de recristalización que fue uno de los mas importantes durante la deformación de las aleaciones AZ’s. También, al incrementar el contenido de Al, la precipitación de la fase secundaria Mg17Al12 tuvo un papel importante en el detrimento del comportamiento superplástico en la temperatura mas alta usada o en la velocidad de deformación más baja. Además de estos dos efectos, fue posible la detección por medio de difracción de electrones retrodispersados (EBDS) la formación de un componente especial de textura 〈11.1〉 durante la deformación superplástica, haciendo ver que nuevos sistemas de deslizamiento son requeridos con el fin de compensar la gran deformación que sufre el material a bajas temperaturas. Es importante decir que dicho componente solo ha sido visto hasta ahora en sistemas de aleación de magnesio que contienen elementos de tierras raras.
URI : http://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/13852
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