Abstract
The influence of crystallographic texture on the mechanical properties of magnesium alloys is already well-known. However, it is not clear how the crystallographic texture affects the fatigue properties in the sense of cyclic deformation behaviour of magnesium alloys. The objective of this study is to investigate and compare the deformation processes of the extruded magnesium alloys AZ31 and AZ80 during static and cyclic tensile testing. The influence of the loading condition and chemical composition on the evolution of the microstructure and the crystallographic texture has been observed. Changes of the plastic strain have been observed and have been interpreted for both AZ alloys with cyclic hardening curves. However, the maximal stress during the fatigue test was higher than the TYS for both alloys. Both experimental materials exhibited significant lower plastic deformations and lower density of tensile twins compared to static tensile test. The microstructure and texture analyses have been performed before and after experiments.
Kurzfassung
Der Einfluss der kristallographischen Textur auf die mechanischen Eigenschaften von Magnesiumlegierungen ist bereits bekannt. Allerdings ist es noch nicht klar, wie die kristallographische Textur die Ermüdungseigenschaften der Magnesiumlegierungen hinsichtlich das zyklischen Verformungsverhalten beeinflusst. Das Ziel dieser Studie ist die Deformationsprozesse von stranggepressten Magnesiumlegierungen AZ31 und AZ80 während des statischen und zyklischen Zugversuchs zu untersuchen und zu vergleichen. Der Einfluss der Belastungsbedingungen und der chemischen Zusammensetzung auf die Gefüge und auf die kristallographische Texturentwicklung wurde beachtet. Für beide geprüften Legierungen wurden die Änderungen in der plastischen Dehnung beobachtet und mit den zyklischen Verfestigungskurven interpretiert. Die Werte der maximalen Spannung in zyklischen Belastungen wurden für beide Legierungen höher als die Dehngrenze. Jedoch weisen beide experimentellen Materialien erheblich niedrigere plastische Verformungen und niedrigere Dichte der Zugzwillinge im Vergleich zu dem statischen Zugversuch auf. Die mikrostrukturellen und kristallographischen Analysen vor und nach den Versuchen wurden ausgeführt.
References
1 Z.Zúberová, L.Kunz, T. T.Lamark, Y.Estrin, M.Janecˇek: Fatigue and tensile behaviour of cast, hot-rolled and severely plastically deformed AZ31 magnesium alloy, Metallurgical and Materials Transactions A38 (2007), No. 9, pp. 1934–1940Search in Google Scholar
2 S. R.Agnew: Plastic anisotropy of magnesium alloy AZ31B sheet, H. I. Kaplan (Ed.): magnesium Technology, TMS Annual Meeting Seattle (2002), pp. 169–174Search in Google Scholar
3 S.Graff, D.Steglich, W.Brocks: Forming of magnesium – crystal plasticity and plastic potentials, Advanced Engineering Materials9 (2007), No. 9, pp. 803–80610.1002/adem.200700162Search in Google Scholar
4 J.Bohlen, P.Dobronˇ, J.Swiostek, D.Letzig, F.Chmelík, P.Lukácˇ, K. U.Kainer: On the influence of the grain size and solute content on the AE response of magnesium alloys tested in tension and compression, Materials Science and Engineering A462 (2007), pp. 302–30610.1016/j.msea.2006.02.470Search in Google Scholar
5 M. R.Barnett, Z.Keshavarz, A. G.Beer, X.Ma: Non-Schmid behaviour of during secondary twinning in a polycrystalline magnesium alloy, Acta Materialia56 (2008), pp. 5–1510.1016/j.actamat.2007.08.034Search in Google Scholar
6 C. H. J.Davies, S.Yi, J.Bohlen, K. U.Kainer, H.-G.Brokmeier: Synchrotron radiation investigation of twinning in extruded magnesium alloy AZ31, Materials Science Forum495-497 (2005), pp. 1633–1638Search in Google Scholar
7 S.Yi, H.-G.Brokmeier, J.Bohlen, D.Letzig, K. U.Kainer: Neutron diffraction study on the texture development during extrusion of magnesium AZ31, Physica B350 (2004), pp. e507-e50910.1016/j.physb.2004.03.133Search in Google Scholar
8 S. R.Agnew, P.Mehrotra, T. M.Lillo, G. M.Stoica, P. K.Liaw: Crystallographic texture evolution of three wrought magnesium alloys during equal channel angular extrusion, Materials Science and Engineering A408 (2005), pp. 72–7810.1016/j.msea.2005.07.052Search in Google Scholar
9 J.Bohlen, M. R.Nürnberg, J. W.Senn, D.Letzig, S. R.Agnew: The texture and anisotropy of magnesium-zinc-rare earth alloy sheets, Acta Materialia55 (2007), pp. 2101–211210.1016/j.actamat.2006.11.013Search in Google Scholar
10 V.Kree, J.Bohlen, D.Letzig, K. U.Kainer: Metallographische Gefügeuntersuchungen von Magnesiumlegierungen, Praktische Metallographie41 (2004), No. 5, pp. 233–246Search in Google Scholar
11 J.Bohlen, S.Yi, J.Swiostek, D.Letzig, H. G.Brokmeier, K. U.Kainer: Microstructure and texture development during hydrostatic extrusion of Magnesium alloy AZ31, Scripta Materialia53 (2005), pp. 259–26410.1016/j.scriptamat.2005.03.036Search in Google Scholar
© 2009, Carl Hanser Verlag, München