Elsevier

Acta Metallurgica

Volume 17, Issue 11, November 1969, Pages 1339-1349
Acta Metallurgica

Solid solution strengthening of magnesium single crystals—I alloying behaviour in basal slipDurcissement des solutions solides de monocristaux de magnesium—i. influence d'une addition de solute sur le glissement de baseLegierungsverfestigung von magxesiumeinkristallen—I. legierungsverhalten bei basisgleitung

https://doi.org/10.1016/0001-6160(69)90151-5Get rights and content

Abstract

Solution strengthening in single crystals of magnesium containing Zn in amounts up to 0.45 at. % has been investigated over the temperatures between 78°K and 423°K. The critical resolved shear stress for basal slip was found to increase with the square root of the solute concentration in two linear stages having a transition at 0.025 at. % Zn. No solution hardening was observed above 330°K when the solute content was less than 0.025 at. % Zn. Using transmission electron microscopy of thin foils the basal dislocation density has been found to increase linearly with the square root of the solute concentration. This increase however, could not account for the observed variation in the athermal component of the CRSS with alloying. The increase in the long range stress field can be best explained in the light of Fleischers friction stress mechanism. The rate theory has been used to identify the short range obstacles, and the low temperature solution hardening is discussed.

Résumé

L'effet d'une addition de zinc (jusqu'à 0,45% at. de Zn) sur la consolidation de monocristaux de magnésium a été étudié entre 78°K et 423°K. Les auteurs ont trouvé que la cission critique résolue pour le glissement de base augmente avec la racine carrée de la concentration en soluté suivant deux stades linéaires ayant une transition à 0,025 % at. de Zn. L'addition de soluté n'entraîne pas de durcissement au-dessus de 330°K. si la concentration en soluté est inférieure à 0,025 % at. Zn. En utilisant la microscopie électronique par transmission sur des feuilles minces, les auteurs ont trouvé que la densité des dislocations de base augmente linéairement avec la racine carrée de la concentration en soluté. Cette augmentation ne peut cependant pas expliquer la variation qui a été observée pour la composante athermique de la cission critique par addition du soluté. L'augmentation dans le domaine des contraintes à longue distance peut être expliquée clairement à l'aide du mécanisme de frottement interne de Fleischer. La théorie de la vitesse a été utilisée pour identifier les obstacles à courte distance, et les auteurs discutent la consolidation de la solution à basse température.

Zusammenfassung

Die Legierungsverfestigung in Mg-Zn-Einkristallen mit einem Zinkgehalt bis zu 0,45 At. % wurde im Temperaturbereich zwischen 78°K und 423°K untersucht. Die kritische Schubspannung für Basisgleitung nahm mit der Wurzel aus der Zn-Konzentration in zwei linearen Stufen mit einem Übergang bei 0,025 At. % Zn zu. Bei Fremdstoffgehalten von weniger als 0,025 At. % wurde oberhalb 330°K keine Legierungsverfestigung beobachtet. Die elektronenmikroskopische Untersuchung dünner Folien zeigte, daβ die Versetzungsdichte in der Basisebene mit der Wurzel aus der Fremdstoffkonzentratiori zunahm. Diese Zunahme konnte jedoch nicht die bei Zulegierung beobachtete Änderung der athermischen Komponente der kritischen Schubspannung erklären. Die Zunahme des weitreichenden Spannungsfeldes kann am besten an Hand des Fleischer-Mechanismus erklärt werden. Die Hindernisse kurzer Reichweite wurden mit Hilfe der “'rate theorz” identifiziert; die Legiorungsverfestigung bei tiefen Temperaturen wird diskutiert.

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