Toward the development of Mg alloys with simultaneously improved strength and ductility by refining grain size via the d

  • PDF / 7,031,729 Bytes
  • 16 Pages / 592.8 x 841.98 pts Page_size
  • 107 Downloads / 206 Views

DOWNLOAD

REPORT


nvited Review

Toward the development of Mg alloys with simultaneously improved strength and ductility by refining grain size via the deformation process Zhi Zhang 1), Jing-huai Zhang 1), Jun Wang 2), Ze-hua Li 1), Jin-shu Xie 1), Shu-juan Liu 3), Kai Guan 1), and Rui-zhi Wu 1) 1) Key Laboratory of Superlight Material and Surface Technology, Ministry of Education, College of Material Science and Chemical Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China 2) Ningbo Branch, Ordnance Science Institute of China, Ningbo 315103, China 3) Department of Materials Physics and Chemistry, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China (Received: 10 August 2020; revised: 6 September 2020; accepted: 8 September 2020)

Abstract: Magnesium (Mg) alloys, as the lightest metal engineering materials, have broad application prospects. However, the strength and ductility of traditional Mg alloys are still relativity low and difficult to improve simultaneously. Refining grain size via the deformation process based on the grain boundary strengthening and the transition of deformation mechanisms is one of the feasible strategies to prepare Mg alloys with high strength and high ductility. In this review, the effects of grain size on the strength and ductility of Mg alloys are summarized, and fine-grained Mg alloys with high strength and high ductility developed by various severe plastic deformation technologies and improved traditional deformation technologies are introduced. Although some achievements have been made, the effects of grain size on various Mg alloys are rarely discussed systematically and some key mechanisms are unclear or lack direct microscopic evidence. This review can be used as a reference for further development of high-performance fine-grained Mg alloys. Keywords: magnesium alloys; grain refinement; high strength; high ductility; deformation process

 

1. Introduction Magnesium  (Mg),  as  the  lightest  structural  metal  at present, has a density of 1.74 g/cm3, which is approximately two thirds lower than that of aluminum (Al) and one fourth lower than that of steels. Moreover, Mg alloys have the advantages  of  high  specific  strength,  good  damping  capacity, and recyclability. Because of such attractive features, Mg alloys have considerable application potential in aerospace, aircraft, weapon equipment, automotive, electronic product, and other fields and are regarded as “the green engineering materials of the 21st century” [1–3]. However, with the increasing application of Mg alloys, the disadvantages of Mg alloys are also gradually revealed. Mg alloys exhibit relatively low strength  and  low  ductility,  which  are  difficult  to  improve simultaneously, compared with other metallic materials, limiting further application and development in all engineering fields [4]. The coordination between strength and ductility is a traditional but critical issue in the field of engineering ma   

terials.  From  the  perspective  of  dislocation  activity,  high strength  is  often  related  to  imped