STRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF DEFORMED Mg-Sm-Tb-Zr ALLOYS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The structure, aging kinetics and mechanical properties of alloys of the new Mg-Sm-Tb-Zr system with different content and ratio of rare-earth metals obtained by hot pressing have been studied. A different effect of samarium and terbium on the process of recrystallization during deformation and the nature of hardening of alloys during additional aging depending on its duration as a result of the decomposition of a supersaturated magnesium-based solution has been established. The mechanical properties of the alloys after hot pressing and aging, including heating in the temperature range up to 300 °C, have been determined.

About the authors

E. A Luk'yanova

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Email: helenelukyanova@gmail.com
Moscow, Russia

L. L Rokhlin

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Email: helenelukyanova@gmail.com
Moscow, Russia

T. V Dobatkina

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Email: helenelukyanova@gmail.com
Moscow, Russia

I. E Tarytina

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Email: helenelukyanova@gmail.com
Moscow, Russia

N. S Martynenko

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Email: helenelukyanova@gmail.com
Moscow, Russia

O. V Rybal'chenko

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Email: helenelukyanova@gmail.com
Moscow, Russia

D. R Temralieva

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Email: helenelukyanova@gmail.com
Moscow, Russia

P. B Straumal

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Email: helenelukyanova@gmail.com
Moscow, Russia

S. V Dobatkin

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: helenelukyanova@gmail.com
Moscow, Russia

References

  1. Liu, B. Development and application of magnesium alloy parts for automotive OEMs: A review / B. Liu, J. Yang, X. Zhang, Q. Yang, J. Zhang, X. Li //j. Magnesium and Alloys. 2023. V.11. Is.1. P.15-47. https://doi.org/10.1016/j.jma.2022.12.015
  2. Волкова, Е.Ф. Новые исследования в области легирования и деформации современных магниевых сплавов. Обзор / Е.Ф. Волкова, М.В. Акинина, И.В. Мостяев, В.А. Дуюнова, А.А. Алиханян // Металлы. 2022. №2. С.3-13.
  3. Volkova, E.F. New studies in the field of alloying and deformation of modern magnesium alloys. Review / E.F. Volkova, M.V. Akinina, I.V. Mostyaev, V.A. Duyunova, A.A. Alikhanyan // Russian Metallurgy (Metally), 2022. V.3. P.191-199. https://doi.org/10.1134/S0036029522030120.
  4. You, S. Recent research and developments on wrought magnesium alloys / S. You, Y. Huang, K.U. Kainer, N. Hort. //j. Magnesium and Alloys. 2017. V.5. P.239-253. https://doi.org/10.1016/j.jma.2017.09.001
  5. Mordike, B.L. Magnesium: properties-applications-potential / B.L. Mordike, T. Ebert // Mater. Sci. Eng.: A. 2001. V.302. P.37-45. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(00)01351-4
  6. Rokhlin, L.L. Magnesium alloys containing rare-earth metals: structure and properties / L.L. Rokhlin. - Ser. Advances in Metallic Alloys. Publ. CRC Press. 2003. V.3 (February 20). 256 p.
  7. Chen, X. Microstructure and high temperature mechanical properties of the Mg-Gd-Y(-Nd)-Zr alloy / X. Chen, Q. Li, J. Yan, P. Chen //j. Mater. Res. Technol. 2023. V.24. P.866-878. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.03.065
  8. Chen, X. Creep behavior and creep mechanism of Mg-Gd-Y-Sm-Zr alloy / Q. Li, Y. Zhou, P. Chen // Vacuum. 2023. V.212. Art.112009. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2023.112009
  9. Tang, C. The role of initial grain size on bimodal-grained microstructure and mechanical properties of an extruded Mg-Gd-Y-Nd-Zr alloy / C. Tang, L. Cui, H. Jiang, W. Liu, J. Li, X. Liu, H. Li //j. Mater. Res. Technol. 2023. V.23. P.4663-4677. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.02.056
  10. Pang, H. Hot deformation behavior and microstructure evolution of Mg-Gd-Y(-Sm)-Zr alloys / H. Pang, Q. Li, X. Chen, P. Chen, X. Li, J. Tan //j. Alloys and Compounds. 2022. V.920. Art.165937. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.165937
  11. Ren, X. Formation of nanocrystalline grain structure in an Mg-Gd-Y-Zr alloy processed by high-pressure torsion / X. Ren, X. An, S. Ni, Y. Huang, M. Song // Mater. Characterization. 2022. V.191. Art.112088. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2022.112088
  12. Zhao, S. High temperature mechanical properties and strain hardening mechanism of directionally solidified Mg-Gd-Y alloy / S. Zhao, Y. Xu, C. Geng, X. Lin, Q. Tang, Y. Dong // Mater. Sci. Eng.: A. 2022. V.833. Art.142337. https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.142337
  13. Рохлин Л.Л. Свойства легкого конструкционного магниевого сплава типа ИМВ7-1 системы Mg-Y-Gd- Zr при введении в него добавок редкоземельных металлов цериевой группы: самария, неодима и лантана / Л.Л. Рохлин, Т.В. Добаткина, И.Е. Тарытина, Е.А. Лукьянова, О.А. Овчинникова // Перспективные материалы. 2022. №10. С.5-13. https://doi.org/10.30791/1028-978X-2022-10-5-13
  14. Li, J. Twin evolution in cast Mg-Gd-Y alloys and its dependence on aging heat treatment /j. Li, Z. Dong, X. Yi, D. Wu, R. Chen //j. Magnesium and Alloys. 2021. https://doi.org/10.1016/j.jma.2021.09.023
  15. Wu, Y. Flow softening and dynamic recrystallization behavior of a Mg-Gd-Y-Nd-Zr alloy under elevated temperature compressions / Y. Wu, Y. Jia, S. Zhang, Y. Liu, H. Xiong, G. Chen, Flow softening and dynamic recrystallization behavior of a Mg-Gd-Y-Nd-Zr alloy under elevated temperature compressions //j. Magnesium and Alloys. 2021. https://doi.org/10.1016/j.jma.2021.11.009
  16. Рохлин Л.Л. Влияние самария на прочностные свойства сплавов системы Mg-Y-Gd-Zr / Л.Л. Рохлин, Т.В. Добаткина, И.Е. Тарытина, Е.А. Лукьянова, О.А. Овчинникова // Металлы. 2021. №2. С.18-23.
  17. Rokhlin, L.L. Effect of samarium on the strength properties of Mg-Y-Gd-Zr Alloys / L.L. Rokhlin, T.V. Dobatkina, I.E. Tarytina, E.A. Luk'yanova, O.A. Ovchinnikova // Russian Metallurgy (Metally), 2021. V.3. P.267-271. https://doi.org/10.1134/S0036029521030125.
  18. Li, Y. Exceptional aging hardening behaviour of nanocrystalline Mg-Y-Nd-Gd-Zr alloy prepared by high pressure torsion / Y. Li, C. Qu, J. Wang, R. Xu //j. Alloys and Compounds. 2020. V.813. Art.152123. https: //doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152123
  19. Wang, B. Dislocation arrays, precipitate bands and free zones in forged Mg-Gd-Y-Zr alloy / B. Wang, B. Tang, C. You, Y. Wan, Y. Gao, Z. Chen, L. Lu, C. Liu, J. Wang // Mater. Sci. Eng.: A. 2020. V.775. Art.138789. https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.138789
  20. Yu, S. Age-hardening and age-softening in nanocrystalline Mg-Gd-Y-Zr alloy / S. Yu, Y. Wan, C. Liu, J. Wang // Mater. Characterization. 2019. V.156. Art.109841. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2019.109841
  21. Rokhlin, L.L. Effect of cerium and erbium on the aging kinetics and the properties of an IMV7-1 alloy of the Mg-Y-Gd-Zr system / L.L. Rokhlin, E.A. Luk'yanova, T.V. Dobatkina, I.E. Tarytina, O.A. Ovchinnikova, D.R. Temralieva // Russian Metallurgy (Metally), 2019. V.1. P.8-13. https://doi.org/10.1134/S0036029519010105
  22. Dobatkin, S.V. Structure and mechanical properties of the Mg-Y-Gd-Zr alloy after high pressure torsion / S.V. Dobatkin, L.L. Rokhlin, E.A. Lukyanova, T.V. Dobatkina, N.Y. Tabachkova, M.Y. Murashkin // Mater. Sci. Eng.: A. 2016. V.667. P.217-223. https://doi.org/10.1016/j.msea.2016.05.003
  23. Liu, N. Microstructure evolution and mechanical properties of Mg-Gd-Sm-Zr alloys / N. Liu, Z. Zhang, L. Peng, W. Ding // Mater. Sci. Eng.: A. 2015. V.627. P.223-229. https://doi.org/10.1016/j.msea.2014.12.114
  24. Lukyanova, E.A. Reversion after ageing in an Mg-Y-Gd-Zr alloy / E.A. Lukyanova, L.L. Rokhlin, T.V. Dobatkina, N.I. Nikitina, N.Y. Tabachkova //j. Alloys and Compounds. 2015. V.635. P.173-179. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.02.115
  25. Okamoto, H. Mg-Sm (Magnesium-Samarium) / H. Okamoto //j. Phase Equilibria and Diffusion. 2009. V.30. №3. P.299. https://doi.org/10.1007/s11669-009-9510-5
  26. Cahn, R.W. Binary alloy phase diagrams. 2 ed. / T.B. Massalski, Editor-in-Chief; H. Okamoto, P.R. Subramanian, L. Kacprzak // Advanced Materials. 1991. V.3. P.628-629. https://doi.org/10.1002/adma.19910031215
  27. Рохлин Л.Л. Исследование фазовых равновесий в богатых магнием сплавах системы Mg-Sm-Tb в твердом состоянии / Л.Л. Рохлин, Т.В. Добаткина, Е.А. Лукьянова, И.Г. Королькова, А.С. Поликанова // Металлы. 2010. №4. С.99-106.
  28. Rokhlin, L.L. Phase equilibria in solid Mg-Rich Mg-Sm-Tb alloys / L.L. Rokhlin, T.V. Dobatkina, E.A. Luk'yanova, I.G. Korol'kova, A.S. Polikanova // Russian Metallurgy (Metally), 2010. V.7. P.663-668. https://doi.org/10.1134/S0036029510070141.
  29. Лукьянова Е.А. Исследование поверхности ликвидуса диаграммы состояния Mg-Sm-Tb / Е.А. Лукьянова, Л.Л. Рохлин,Т.В. Добаткина, И.Г. Королькова // Металлы. 2011. №3. С.99-105.
  30. Luk'yanova, E.A. Liquidus surface of the Mg-Sm-Tb phase diagram / E.A. Luk'yanova, L.L. Rokhlin, T.V. Dobatkina, I.G. Korol'kova // Russian Metallurgy (Metally), 2011. V.5. P.484-490. https://doi.org/10.1134/S0036029511050077.
  31. Luk'yanova, E.A. Study of the decomposition of the magnesium-based solid solutions in Mg-Sm-Tb alloys / E.A. Luk'Yanova, L.L. Rokhlin, T.V. Dobatkina, N.Yu. Tabachkova // The Physics of Metals and Metallography. 2013. V.114. №7. P.604-615. https://doi.org/10.1134/S0031918X13050049
  32. Yuan, M. Effect of Sm addition on the microstructure and mechanical properties of Mg-xSm-0,4Zr alloys / M. Yuan, C. He, Z. Dong, B. Jiang, B. Song, N. Guo, T. Liu, S. Guo, F. Pan //j. Mater. Res. Technol. 2023. V.23. P.4814-4827. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.02.114
  33. Wang, Q. Microstructure and creep behavior of the extruded Mg-4Y-4Sm-0,5Zr alloy / Q. Wang, D. Li, J.J. Blandin, M. Suйry, P. Donnadieu, W. Ding // Mater. Sci. Eng.: A. 2009. V.516. Is.1-2. P.189-192. https://doi.org/10.1016/j.msea.2009.03.084
  34. Pang, H. Effect of Sm on microstructures and mechanical properties of Mg-Gd(-Sm)-Zr alloys by hot extrusion and aging treatment / H. Pang, J.Bao, Q. Li, X. Chen, P. Chen, X. Li, J. Tan //j. Mater. Res. Technol. 2022. V.19. P.3877-3893. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.06.128

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».