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Título : Anisotropía mecánica de aleaciones laminadas y recocidas de los sistemas Mg, Mg-Y, Mg-Nd
Autor : Dr. Chávez Alcalá, José Federico
Rayas Martínez, Lilian Gabriela
Palabras clave : Anisotropía mecánica
aleaciones
Mg
Mg-Y
Mg-Nd
Fecha de publicación : 13-ene-2012
Resumen : Magnesium alloy sheets have a significant potential in replacing materials in lightweight designs. Magnesium has the lowest density (1.74) of metallic materials, combined with high specific strength and stiffness. It makes of magnesium and its alloys good candidates to face the challenges of reducing vessel weight in transportation industry, reducing the consume of fuel. Magnesium alloys present poor formability at room temperature, many efforts have been done to improve it. Many author’s have improved magnesium formability by adding RE (rare elements) such as Gd, Nd, Ce,Y, and La, because these RE modify the strong crystallographic texture after the rolling. However, the mechanism(s) by which the texture is modified remains unclear. Therefore in the present study were prepared 2 experimental alloys Mg-1.5wt% Nd, Mg-3wt% Y and pure magnesium with the purpose of comparing the effect of each alloying element during deformation and recrystallization of magnesium sheets. Fully recrystalized and similar grain sizes were obtained in the three experimental sheets. It has been observed that during the annealing treatment of Mg-RE sheets the additions of Y and Nd cause the retardation of recrystalization and grain growth. In addition, the texture intensities of the rolled and annealed Mg- RE sheets were lower than in pure magnesium sheet. During the uniaxial tensile test was evident that the additions of RE improve the mechanical response of Mg. Pure magnesium sheet showed the fracture strain of ~4%, whereas the Mg-RE sheets have a remarkable high ductility with ~24% strain. Moreover, the Erichsen values of the Mg-RE sheets are almost 2 times higher than that of the pure Mg sheet. The high ductility and improved sheet formability with well-balanced work hardening in the Mg-RE sheets can be understood as a result of the weak texture, which is favourable for the deformation in the sheet planar as well as thickness directions. Finally a reduced planar anisotropy (r~1) is observed in the Mg-RE sheets, in comparison to conventional magnesium alloys, this is related to the weaker textures .The n-value in this work was higher than conventional magnesium alloy, n-value is one of the important factors which control metal sheet’s resistance to plastic instability. Thus, low plastic instability should also contribute to the enhancement of stretch formability. The texture and microstructural evolution during tensile test at different loading direction 0°, 45°and 90° respect to rolling direction, showed the formation of a new texture component which corresponds to the activity of tensile twinning. This new component was more evident at 0° than 90°, it´s obeys the Schmid factor criterion.
Descripción : El Magnesio y sus aleaciones tienen una posición única como materiales ingenieriles con un bajo peso específico, vasta disponibilidad y fácil reciclabilidad. Como resultado, se experimenta un crecimiento continuo de su consumo en una variedad de aplicaciones atractivas, sin embargo aún se tienen fuertes limitantes en cuanto a sus propiedades de conformabilidad en caliente y en frío. Recientemente se ha reportado que la adición de tierras raras (RE) en bajas proporciones debilitan la textura que presenta el magnesio al ser deformado y que constituye la principal limitante para su conformado. En este trabajo se preparó Mg puro y 2 aleaciones experimentales Mg-1.5wt%Nd, Mg- 3wt%Y, con el fin de estudiar el efecto de los elementos de aleación (Nd, e Y) sobre el proceso de recristalización y la evolución de la textura. A partir de las aleaciones obtenidas se prepararon barras con un espesor inicial de 20mm, se laminaron en caliente a una Temperatura de 450° hasta un espesor de 1.9 mm, posteriormente se laminaron en frio consiguiendo un espesor final de 1.4 mm en los tres materiales. Después de esta última etapa de conformado se realizó un tratamiento térmico de recocido con el objetivo de obtener granos totalmente recristalizados, con tamaños de grano similares en los tres materiales con la finalidad de comparar los resultados. Para la evaluación de la microestructura y textura de las aleaciones se utilizó las técnicas de: microscopia óptica, microscopia electrónica de barrido y difracción de R-X. La respuesta mecánica de estos materiales se evaluó utilizando pruebas de formabilidad del tipo “Erichsen” y ensayos de tensión a temperatura ambiente en tres direcciones (dirección de laminación, transversal y a 45°) hasta la fractura y a diferentes porcientos de deformación. Durante el proceso de laminación se observó una microestructura altamente deformada con bandas de deformación en los tres casos, sin embargo en magnesio puro estas bandas de deformación no están distribuidas homogéneamente. Las mediciones de textura señalan que durante el proceso de laminación la textura en magnesio puro se debilita, sin embargo durante el recocido la textura se refuerza. Contrariamente en las aleaciones Mg-RE la textura durante la laminación se refuerza, pero después del tratamiento térmico ésta disminuye considerablemente mostrando una separación del polo basal en la dirección de laminación. Las pruebas mecánicas revelaron que la ductilidad y la formabilidad son afectadas debido a la adición de las tierras raras como elementos de aleación. Además se observó en las mediciones de textura que durante el ensayo de tensión en las tres direcciones se forma una nueva componente de textura conocida como “componente de maclaje en tensión”.
URI : http://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/16172
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