Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science 24/2013

01.12.2013

ZrB2 nanoparticle induced nano-LPSO-grain and nano-LPSO-layer reinforced ultra-high strength Mg–RE alloy

verfasst von: Muralidharan Paramsothy, Manoj Gupta

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 24/2013

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

ZrB2 nanoparticles were used to modify a selected solidification processed Mg–RE alloy to give it ultrahigh strength (tensile yield strength >400 MPa). This approach did not involve time consuming and therefore cost incurring stages such as (1) ingot solutionizing and quenching prior to hot extrusion as well as (2) thermal aging beyond 24 h after hot extrusion. Rather, the ZrB2 nanoparticle induced finer LPSO phase (nano-LPSO-layer) formation due to nano-surface effects and the consequent nucleating effects of the fibrous LPSO ends during hot extrusion resulted in the formation of nanograins. Alternatively, free zirconium from ZrB2 nanoparticles reacting with the magnesium matrix may have had a significant nanoscale grain refining effect on the alloy. During the 24 h period of lower temperature (200 °C) thermal aging in this study, the LPSO phase formed in nanograins containing sufficient dissolved Gd, Y, and Zn, this being nano-LPSO-grain formation which “auto-locked” the nanoscale grain size during thermal aging due to the thermal stability of the high melting point rare earth containing LPSO phase. Compared to the surrounding alloy matrix, the nano-LPSO-grain cluster with random grain striation orientation was more robust. This was confirmed by the observation of predominantly non-basal or 〈c+a〉 type dislocations requiring higher CRSS around as well as within the room temperature tensile deformed nano-LPSO-grains. The LPSO phase generally constricted the flow of dislocations during deformation. The nano-LPSO-layer also acted as finely divided nanoscale reinforcement for the alloy matrix, including nanoscale strengthening of selected micrograin boundaries by bridging. The higher robustness of the nano-LPSO-grain cluster (and nano-LPSO-layer), good stress transfer characteristics across the nano-LPSO-grain boundary (and nano-LPSO-layer–alloy matrix interface), and nanoscale bridging across selected micrograin boundaries by nano-LPSO-layers contributed to the ultra–high strength characteristic (tensile yield strength >400 MPa) of the selected Mg–RE alloy.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Avedesian MM, Baker H (1999) ASM specialty handbook: magnesium and magnesium alloys. ASM International, Ohio Avedesian MM, Baker H (1999) ASM specialty handbook: magnesium and magnesium alloys. ASM International, Ohio
2.
Zurück zum Zitat Inoue A, Kawamura Y, Matsushita M, Hayashi K, Koike J (2001) J Mater Res 16:1894CrossRef Inoue A, Kawamura Y, Matsushita M, Hayashi K, Koike J (2001) J Mater Res 16:1894CrossRef
3.
4.
Zurück zum Zitat Itoi T, Seimiya T, Kawamura Y, Hirohashi M (2004) Scripta Mater 51:107CrossRef Itoi T, Seimiya T, Kawamura Y, Hirohashi M (2004) Scripta Mater 51:107CrossRef
7.
10.
Zurück zum Zitat Xu C, Zheng MY, Wu K, Wang ED, Fan GH, Xu SW, Kamado S, Liu XD, Wang GJ, Lv XY, Li MJ, Liu YT (2013) Mater Sci Eng A 559:232CrossRef Xu C, Zheng MY, Wu K, Wang ED, Fan GH, Xu SW, Kamado S, Liu XD, Wang GJ, Lv XY, Li MJ, Liu YT (2013) Mater Sci Eng A 559:232CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Xu C, Xu SW, Zheng MY, Wu K, Wang ED, Kamado S, Wang GJ, Lv XY (2012) J Alloys Compd 524:46CrossRef Xu C, Xu SW, Zheng MY, Wu K, Wang ED, Kamado S, Wang GJ, Lv XY (2012) J Alloys Compd 524:46CrossRef
12.
13.
Zurück zum Zitat De Cicco M, Konishi H, Cao G, Choi HS, Turng L-S, Perepezko JH, Kou S, Lakes R, Li X (2009) Metall Mater Trans A 40A:3038CrossRef De Cicco M, Konishi H, Cao G, Choi HS, Turng L-S, Perepezko JH, Kou S, Lakes R, Li X (2009) Metall Mater Trans A 40A:3038CrossRef
14.
15.
Zurück zum Zitat Hull D, Bacon DJ (2002) Introduction to dislocations, 4th edn. Butterworth-Heinemann, Oxford Hull D, Bacon DJ (2002) Introduction to dislocations, 4th edn. Butterworth-Heinemann, Oxford
Metadaten
Titel
ZrB2 nanoparticle induced nano-LPSO-grain and nano-LPSO-layer reinforced ultra-high strength Mg–RE alloy
verfasst von
Muralidharan Paramsothy
Manoj Gupta
Publikationsdatum
01.12.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 24/2013
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-013-7647-4

Weitere Artikel der Ausgabe 24/2013

Journal of Materials Science 24/2013 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.