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14.06.2020 | Ausgabe 8/2020

Metallurgical and Materials Transactions A 8/2020

Strain-Rate Sensitivity, Tension-Compression Asymmetry, r-Ratio, Twinning, and Texture Evolution of a Rolled Magnesium Alloy Mg-1.3Zn-0.4Ca-0.4Mn

Zeitschrift:
Metallurgical and Materials Transactions A > Ausgabe 8/2020
Autoren:
Evgenii Vasilev, Nicholas C. Ferreri, Ray Decker, Irene J. Beyerlein, Marko Knezevic
Wichtige Hinweise
Manuscript submitted December 21, 2019.

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

In this work, the deformation response, texture evolution, and twinning development of a magnesium (Mg) alloy, Mg-1.3Zn-0.4Ca-0.4Mn, for biocompatible applications are investigated. Further, the alloy’s formability, by examining the instantaneous r-ratio and strain-rate sensitivity (SRS) as a function of strain and loading direction, is investigated. It is found that after rolling and peak aging, the alloy has a rolled texture of moderate intensity with the basal planes contained in the rolling plane and with a bimodal, fine-grained microstructure. The alloy shows both high room-temperature tensile strength (300 MPa) and ductility (25 pct) in the rolling direction (RD) and, remarkably, r-ratios saturating close to unity in all three in-plane testing directions. It is also found that the SRS is relatively high and uniform, with averages ranging from 0.015 to 0.025, depending on the in-plane testing directions. These are outstanding properties compared to pure Mg and most of its biocompatible alloys. Typical of Mg alloys, this alloy has a propensity for twinning by multiple twin modes, which leads to rapid texture evolution, anisotropy, and tension-compression (T-C) asymmetry in yield stress, with compression having the weaker response. These mechanical characteristics along with their microstructural origins are presented and discussed in this article.

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