Published 2020 | Version v1
Journal article Metadata-only

Microstructure and mechanical properties of Al-Mg-Sc-Zr alloy modified by friction-stir processing

Creators

  • 1. School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology (China)
  • 2. Institute of Industry and Equipments, Hefei University of Technology (China)
  • 3. Laboratories of Nonferrous Metal Material and Processing Engineering of Anhui Province, Hefei (China)

Description

In this work, the effect of friction stir processing (FSP) on microstructure and mechanical properties of an Al-5Mg-0.2Sc-0.1Zr alloy was investigated in detail. The results showed that the as-cast alloy exhibited equiaxed grain structure with a large number of primary Al3(Sc,Zr) particles inside. FSP imposed a significant grain-refining effect on the alloy, changing the average grain size of 50.5 μm to 2.4 μm, which is attributed to the occurrence of dynamic recrystallization and generation of nanoscaled Al3(Sc,Zr) precipitates. These Al3(Sc,Zr) dispersoids intense impeded the movement of dislocation and grain boundaries and hindered the growth of recrystallized grains, resulting in a remarkable grain-refining strengthening, substructure strengthening and precipitation strengthening effect. On the other hand, the residual primary Al3(Sc,Zr) particles gave rise to a loss in ductility.

Availability note (English)

Available from: http://dx.doi.org/10.3139/147.110562

Abstract (German)

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss einer mittels Rührreib-Bearbeitung (engl. Friction Stir Processing (FSP)) erzeugten Gefügeumwandlung auf die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften der Legierung Al-5Mg-0.2Sc-0.1Zr eingehend untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Legierung im Gusszustand eine gleichachsige Kornstruktur mit einer großen Zahl an primären Al3(Sc,Zr)-Partikeln aufwies, die sich im Korninnern befanden. FSP wirkte sich deutlich kornfeinend auf die Legierung aus und führte zu einer Abnahme der mittleren Korngröße von 50,5 μm auf 2,4 μm, was auf das Auftreten von dynamischer Rekristallisation und der Entstehung von nanoskaligen Al3(Sc,Zr)-Ausscheidungen zurückzuführen ist. Diese Al3(Sc,Zr)-Dispersoide stellen ein erhebliches Hindernis für die Bewegung von Versetzungen und Korngrenzen und für das Wachstum rekristallisierter Körner dar, was eine Festigkeitssteigerung durch Kornfeinung, Substrukturverfestigung und Ausscheidungshärtung zur Folge hat. Andererseits führten die verbleibenden primären Al3(Sc,Zr)-Partikel zu einem Duktilitätsverlust.

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften einer durch Rührreib-Bearbeitung modifizierten Al-Mg-Sc-Zr-Legierung

Identifiers

DOI
10.3139/147.110562;

Publishing Information

Journal Title
Praktische Metallographie
Journal Volume
57
Journal Issue
5
Journal Page Range
p. 321-336
ISSN
0032-678X
CODEN
PMTLA5

INIS

Country of Publication
Germany
Country of Input or Organization
Germany
INIS RN
51064953
Subject category
S36: MATERIALS SCIENCE;
Descriptors DEI
ALUMINIUM BASE ALLOYS; DISLOCATIONS; DUCTILITY; FRICTION; GRAIN BOUNDARIES; GRAIN GROWTH; GRAIN SIZE; INTERMETALLIC COMPOUNDS; MAGNESIUM ALLOYS; NANOSTRUCTURES; PRECIPITATION; RECRYSTALLIZATION; SCANDIUM ALLOYS; STIRRING; ZIRCONIUM ALLOYS
Descriptors DEC
ALLOYS; ALUMINIUM ALLOYS; CRYSTAL DEFECTS; CRYSTAL STRUCTURE; LINE DEFECTS; MECHANICAL PROPERTIES; MICROSTRUCTURE; SEPARATION PROCESSES; SIZE; TENSILE PROPERTIES; TRANSITION ELEMENT ALLOYS