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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 8/2013

01.08.2013

Achieving High Strength and High Ductility in Friction Stir-Processed Cast Magnesium Alloy

verfasst von: Wei Yuan, Sushanta K. Panigrahi, Rajiv S. Mishra

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 8/2013

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Abstract

Friction stir processing (FSP) is emerging as an effective tool for microstructural modification and property enhancement. As-cast AZ91 magnesium alloy was friction stir processed with one-pass and two-pass to examine the influence of processing conditions on microstructural evolution and corresponding mechanical properties. Grain refinement accompanied with development of strong basal texture was observed for both processing conditions. Ultrafine-grained (UFG) AZ91 was achieved under two-pass FSP with fine precipitates distributed on the grain boundary. The processed UFG AZ91 exhibited a high tensile strength of ~435 MPa (117 pct improvement) and tensile fracture elongation of ~23 pct. The promising combination of strength and ductility is attributed to the elimination of casting porosity, and high density of fine precipitates in an UFG structure with quite low dislocation density. The effects of grain size, precipitate, and texture on deformation behavior have been discussed.

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Literatur
1.
2.
Zurück zum Zitat B.B. Clow: Adv. Mater. Process. 1996, 150, p. 33 B.B. Clow: Adv. Mater. Process. 1996, 150, p. 33
3.
4.
Zurück zum Zitat M. Mabuchi, H. Iwasaki, K. Yanase and K. Higashi: Scripta Mater., 1997, 36, pp. 681-86.CrossRef M. Mabuchi, H. Iwasaki, K. Yanase and K. Higashi: Scripta Mater., 1997, 36, pp. 681-86.CrossRef
5.
Zurück zum Zitat A. Yamashita, Z. Horita and T.G. Langdon: Mater. Sci. Eng. A, 2001, 300, pp. 142-47.CrossRef A. Yamashita, Z. Horita and T.G. Langdon: Mater. Sci. Eng. A, 2001, 300, pp. 142-47.CrossRef
6.
7.
Zurück zum Zitat M. Kai, Z. Horita and T.G. Langdon: Mater. Sci. Eng. A, 2008, 488, pp. 117-24.CrossRef M. Kai, Z. Horita and T.G. Langdon: Mater. Sci. Eng. A, 2008, 488, pp. 117-24.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat M.T. Pérez-Prado, J.A. Del Valle and O.A. Ruano: Scripta Mater., 2004, 51, pp. 1093-97.CrossRef M.T. Pérez-Prado, J.A. Del Valle and O.A. Ruano: Scripta Mater., 2004, 51, pp. 1093-97.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat H. Watanabe, T. Mukai and K. Ishikawa: J. Mater. Sci., 2004, 39, pp. 1477-80.CrossRef H. Watanabe, T. Mukai and K. Ishikawa: J. Mater. Sci., 2004, 39, pp. 1477-80.CrossRef
11.
Zurück zum Zitat W.J. Kim, J.D. Park, J.Y. Wang and W.S. Yoon: Scripta Mater., 2007, 57, pp. 755-58.CrossRef W.J. Kim, J.D. Park, J.Y. Wang and W.S. Yoon: Scripta Mater., 2007, 57, pp. 755-58.CrossRef
12.
13.
Zurück zum Zitat C.I. Chang, X.H. Du and J.C. Huang: Scripta Mater., 2007, 57, pp. 209-212.CrossRef C.I. Chang, X.H. Du and J.C. Huang: Scripta Mater., 2007, 57, pp. 209-212.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat G. Bhargava, W. Yuan, S.S. Webb and R.S. Mishra: Metall. Mater. Trans. A, 2010, vol. 41A, pp. 13-17.CrossRef G. Bhargava, W. Yuan, S.S. Webb and R.S. Mishra: Metall. Mater. Trans. A, 2010, vol. 41A, pp. 13-17.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat S.X. Ding, W.T. Lee, C.P. Chang, L.W. Chang and P.W. Kao: Scripta Mater., 2008, 59, pp. 1006-09.CrossRef S.X. Ding, W.T. Lee, C.P. Chang, L.W. Chang and P.W. Kao: Scripta Mater., 2008, 59, pp. 1006-09.CrossRef
16.
17.
Zurück zum Zitat W.J. Kim, Y.G. Lee, M.J. Lee, J.Y. Wang and Y.B. Park: Scripta Mater., 2011, 65, pp. 1105-08.CrossRef W.J. Kim, Y.G. Lee, M.J. Lee, J.Y. Wang and Y.B. Park: Scripta Mater., 2011, 65, pp. 1105-08.CrossRef
18.
Zurück zum Zitat T. Mukai, M. Yamanoi, H. Watanabe and K. Higashi: Scripta Mater., 2001, 45, pp. 89-94.CrossRef T. Mukai, M. Yamanoi, H. Watanabe and K. Higashi: Scripta Mater., 2001, 45, pp. 89-94.CrossRef
19.
Zurück zum Zitat J. Koike, T. Kobayashi, T. Mukai, H. Watanabe, M. Suzuki, K. Maruyama and K. Higashi: Acta Mater., 2003, 51, pp. 2055-65.CrossRef J. Koike, T. Kobayashi, T. Mukai, H. Watanabe, M. Suzuki, K. Maruyama and K. Higashi: Acta Mater., 2003, 51, pp. 2055-65.CrossRef
20.
Zurück zum Zitat S.R. Agnew, J.A. Horton, T.M. Lillo and D.W. Brown: Scripta Mater., 2004, 50, pp. 377-81.CrossRef S.R. Agnew, J.A. Horton, T.M. Lillo and D.W. Brown: Scripta Mater., 2004, 50, pp. 377-81.CrossRef
21.
Zurück zum Zitat W.J. Kim, C.W. An, Y.S. Kim and S.I. Hong: Scripta Mater., 2002, 47, pp. 39-44.CrossRef W.J. Kim, C.W. An, Y.S. Kim and S.I. Hong: Scripta Mater., 2002, 47, pp. 39-44.CrossRef
22.
Zurück zum Zitat H.W. Lee, T.S. Lui and L.H. Chen: J. Alloys Compd., 2009, 475, pp. 139-44.CrossRef H.W. Lee, T.S. Lui and L.H. Chen: J. Alloys Compd., 2009, 475, pp. 139-44.CrossRef
23.
Zurück zum Zitat W. Yuan and R.S. Mishra: Mater. Sci. Eng. A, 2012, vol. 558, pp. 716–24. W. Yuan and R.S. Mishra: Mater. Sci. Eng. A, 2012, vol. 558, pp. 716–24.
24.
Zurück zum Zitat Y.N. Wang, C.I. Chang, C.J. Lee, H.K. Lin and J.C. Huang: Scripta Mater., 2006, 55, pp. 637-40.CrossRef Y.N. Wang, C.I. Chang, C.J. Lee, H.K. Lin and J.C. Huang: Scripta Mater., 2006, 55, pp. 637-40.CrossRef
25.
Zurück zum Zitat W. Woo, H. Choo, D.W. Brown, P.K. Liaw and Z. Feng: Scripta Mater., 2006, 54, pp. 1859-64.CrossRef W. Woo, H. Choo, D.W. Brown, P.K. Liaw and Z. Feng: Scripta Mater., 2006, 54, pp. 1859-64.CrossRef
26.
Zurück zum Zitat W. Yuan, R.S. Mishra, B. Carlson, R.K. Mishra, R. Verma and R. Kubic: Scripta Mater., 2011, 64, pp. 580-83.CrossRef W. Yuan, R.S. Mishra, B. Carlson, R.K. Mishra, R. Verma and R. Kubic: Scripta Mater., 2011, 64, pp. 580-83.CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Z.Y. Ma, A.L. Pilchak, M.C. Juhas and J.C. Williams: Scripta Mater., 2008, 58, pp. 361-66.CrossRef Z.Y. Ma, A.L. Pilchak, M.C. Juhas and J.C. Williams: Scripta Mater., 2008, 58, pp. 361-66.CrossRef
28.
29.
Zurück zum Zitat P. Cavaliere and P.P. De Marco: J. Mater. Process. Technol., 2007, 184, pp. 77-83.CrossRef P. Cavaliere and P.P. De Marco: J. Mater. Process. Technol., 2007, 184, pp. 77-83.CrossRef
30.
Zurück zum Zitat T.A. Freeney and R.S. Mishra: Metall. Mater. Trans. A, 2009, vol. 41A, pp. 73-84. T.A. Freeney and R.S. Mishra: Metall. Mater. Trans. A, 2009, vol. 41A, pp. 73-84.
31.
Zurück zum Zitat A.H. Feng, B.L. Xiao, Z.Y. Ma and R.S. Chen: Metall. Mater. Trans. A, 2009, vol. 40A, pp. 2447-56.CrossRef A.H. Feng, B.L. Xiao, Z.Y. Ma and R.S. Chen: Metall. Mater. Trans. A, 2009, vol. 40A, pp. 2447-56.CrossRef
32.
Zurück zum Zitat B.L. Xiao, Q. Yang, J. Yang, W.G. Wang, G.M. Xie and Z.Y. Ma: J. Alloys Compd., 2011, 509, pp. 2879-84.CrossRef B.L. Xiao, Q. Yang, J. Yang, W.G. Wang, G.M. Xie and Z.Y. Ma: J. Alloys Compd., 2011, 509, pp. 2879-84.CrossRef
33.
Zurück zum Zitat H.N.B. Schmidt, T.L. Dickerson and J.H. Hattel: Acta Mater., 2006, 54, pp. 1199-1209.CrossRef H.N.B. Schmidt, T.L. Dickerson and J.H. Hattel: Acta Mater., 2006, 54, pp. 1199-1209.CrossRef
34.
Zurück zum Zitat K. Colligan: Welding J., 1999, 78, pp. 229s-37s. K. Colligan: Welding J., 1999, 78, pp. 229s-37s.
35.
Zurück zum Zitat T.U. Seidel and A.P. Reynolds: Metall. Mater. Trans. A, 2001, 32A, pp. 2879-84.CrossRef T.U. Seidel and A.P. Reynolds: Metall. Mater. Trans. A, 2001, 32A, pp. 2879-84.CrossRef
36.
Zurück zum Zitat J.A. Esparza, W.C. Davis, E.A. Trillo and L.E. Murr: J. Mater. Sci. Lett., 2002, 21, pp. 917-20.CrossRef J.A. Esparza, W.C. Davis, E.A. Trillo and L.E. Murr: J. Mater. Sci. Lett., 2002, 21, pp. 917-20.CrossRef
37.
Zurück zum Zitat S.H.C. Park, Y.S. Sato and H. Kokawa: J. Mater. Sci., 2003, 38, pp. 4379-83.CrossRef S.H.C. Park, Y.S. Sato and H. Kokawa: J. Mater. Sci., 2003, 38, pp. 4379-83.CrossRef
38.
Zurück zum Zitat W.B. Lee, Y.M. Yeon and S.B. Jung: J. Mater. Sci. Technol., 2003, 19, pp. 785-90.CrossRef W.B. Lee, Y.M. Yeon and S.B. Jung: J. Mater. Sci. Technol., 2003, 19, pp. 785-90.CrossRef
39.
Zurück zum Zitat U.F.H.R. Suhuddin, S. Mironov, Y.S. Sato, H. Kokawa and C.W. Lee: Acta Mater., 2009, 57, pp. 5406-18.CrossRef U.F.H.R. Suhuddin, S. Mironov, Y.S. Sato, H. Kokawa and C.W. Lee: Acta Mater., 2009, 57, pp. 5406-18.CrossRef
40.
Zurück zum Zitat C.I. Chang, X.H. Du and J.C. Huang: Scripta Mater., 2008, 59, pp. 356-59.CrossRef C.I. Chang, X.H. Du and J.C. Huang: Scripta Mater., 2008, 59, pp. 356-59.CrossRef
41.
Zurück zum Zitat J.Q. Su, T.W. Nelson and C.J. Sterling: Scripta Mater., 2005, 52, pp. 135-40.CrossRef J.Q. Su, T.W. Nelson and C.J. Sterling: Scripta Mater., 2005, 52, pp. 135-40.CrossRef
42.
Zurück zum Zitat W. Yuan, S.K. Panigrahi, J.Q. Su and R.S. Mishra: Scripta Mater., 2011, 65, pp. 994-97.CrossRef W. Yuan, S.K. Panigrahi, J.Q. Su and R.S. Mishra: Scripta Mater., 2011, 65, pp. 994-97.CrossRef
43.
Zurück zum Zitat S.H.C. Park, Y.S. Sato and H. Kokawa: Metall. Mater. Trans. A, 2003, vol. 34A, pp. 987–94. S.H.C. Park, Y.S. Sato and H. Kokawa: Metall. Mater. Trans. A, 2003, vol. 34A, pp. 987–94.
44.
Zurück zum Zitat M.R. Barnett, M.D. Nave and C.J. Bettles: Mater. Sci. Eng. A, 2004, 386, pp. 205-211. M.R. Barnett, M.D. Nave and C.J. Bettles: Mater. Sci. Eng. A, 2004, 386, pp. 205-211.
45.
Zurück zum Zitat J. Bohlen, M.R. Nürnberg, J.W. Senn, D. Letzig and S.R. Agnew: Acta Mater., 2007, 55, pp. 2101-12.CrossRef J. Bohlen, M.R. Nürnberg, J.W. Senn, D. Letzig and S.R. Agnew: Acta Mater., 2007, 55, pp. 2101-12.CrossRef
46.
Zurück zum Zitat E.A. Ball and P.B. Prangnell: Scripta Metall., 1994, 31, pp. 111-116.CrossRef E.A. Ball and P.B. Prangnell: Scripta Metall., 1994, 31, pp. 111-116.CrossRef
47.
Zurück zum Zitat W.J. Kim, H.G. Jeong and H.T. Jeong: Scripta Mater., 2009, 61, pp. 1040-43.CrossRef W.J. Kim, H.G. Jeong and H.T. Jeong: Scripta Mater., 2009, 61, pp. 1040-43.CrossRef
49.
Zurück zum Zitat H.J. Frost and M.F. Ashby: Deformation-Mechanism Maps, Pergamon Press, Oxford, 1982, p. 44. H.J. Frost and M.F. Ashby: Deformation-Mechanism Maps, Pergamon Press, Oxford, 1982, p. 44.
50.
Zurück zum Zitat Y.H. Zhao, J.F. Bingert, Y.T. Zhu, X.Z. Liao, R.Z. Valiev, Z. Horita, T.G. Langdon, Y.Z. Zhou and E.J. Lavernia: Appl. Phys. Lett., 2008, 92, 081903.CrossRef Y.H. Zhao, J.F. Bingert, Y.T. Zhu, X.Z. Liao, R.Z. Valiev, Z. Horita, T.G. Langdon, Y.Z. Zhou and E.J. Lavernia: Appl. Phys. Lett., 2008, 92, 081903.CrossRef
51.
52.
Zurück zum Zitat W.J. Kim, H.W. Lee, S.J. Yoo and Y.B. Park: Mater. Sci. Eng. A, 2011, 528, pp. 874-79.CrossRef W.J. Kim, H.W. Lee, S.J. Yoo and Y.B. Park: Mater. Sci. Eng. A, 2011, 528, pp. 874-79.CrossRef
53.
Metadaten
Titel
Achieving High Strength and High Ductility in Friction Stir-Processed Cast Magnesium Alloy
verfasst von
Wei Yuan
Sushanta K. Panigrahi
Rajiv S. Mishra
Publikationsdatum
01.08.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 8/2013
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-013-1744-5

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