Investigation of the Dislocation Activity and Texture Development in Magnesium Alloy Sheets Containing Zinc, Neodymium, and Calcium

In dieser Arbeit wurde der Zusammenhang zwischen der Textur, der Mikrostruktur und den Verformungsmechanismen (insbesondere der Aktivität der Versetzungsgleitung) von Mg-Legierungen untersucht, der nach thermomechanischen Behandlungen zu unterschiedlichen Texturentwicklung führt. Seltene Erdelemente (SE) sind allgemein als geeignete Elemente für eine Texturmodifizierung in Mg-Legierungen bekannt. Die Zugabe von Zn in Kombination mit den SE-Elementen zeigt eine ausgeprägte Texturmodifikation. Das Ca ist ein vielversprechendes Element, das RE-Elemente teilweise ersetzen könnte. Als Grund für die Texturabschwächung werden normalerweise verschiedene Rekristallisations-mechanismen benannt. Diese verschiedenen Rekristallisationsmechanismen erfordern eine Keimbildung mit Kornrotation in zufällige Ausrichtungen, welche in Beziehung zu den Verformungsmechanismen stehen. Es wurde eine systematische Untersuchung durchgeführt, um den Einfluss der Legierungselemente, der aktiven Verformungsmodi und deren Beitrag auf die Mikrostruktur- und Texturentwicklung zu verstehen, basierend auf der Tatsache, dass die Textur die Aktivität der Verformungsmechanismen widerspiegelt. Die Mg-Legierungen wurden in dieser Arbeit erfolgreich unter Verwendung von In-situ Experimenten am Synchrotron untersucht, um die Texturentwicklung und die Veränderung der Diffraktionsdiagramme unter mechanischen Tests bei verschiedenen Temperaturen zu verfolgen. Die erhaltenen Messergebnisse wurden unter Verwendung einer CMWP-Analyse und von EBSD-Messungen im Hinblick auf Texturentwicklung, Aktivität der Verformungsmodi und Mikrostrukturbewertungen ausgewertet. Die gegenseitigen Einflüsse zwischen aktiven Verformungsmodi und dem Rekristallisationsverhalten bei Umgebungs- und erhöhter Temperaturen wurden diskutiert. Die CMWP Analyse zeigte, dass in den Nd- oder Ca-haltigen Mg Legierungen eine höhere Aktivierung von nicht-basal und pyramidal Versetzung als in der MgZn Legierung stattfindet. Erstere wird durch Zugabe von Zn in Kombination mit Nd oder Ca verstärkt. IGMA-Verteilungen, die aus den EBSD-Messungen gewonnen wurden, bestätigen, dass die dominierende prismatische Gleitung zur höheren Aktivierung der nicht-basal Versetzung beiträgt. Die Texturentwicklung zeigt ein offensichtliches Charakteristikum für alle untersuchten Bleche, nämlich eine Verbreiterung des basalen Pols senkrecht zur Verformungsrichtung und eine Verstärkung des 〈101ത0〉 Pols in Verformungsrichtung. Die Zn-Zugabe in Kombination mit Nd oder Ca zeigt eine ausgeprägtere Texturentwicklung im Vergleich zu einer alleinigen Zugabe von Nd oder Ca. Die Zugabe von Zn ohne Nd oder Ca zeigt eine weniger ausgeprägte Texturentwicklung. Bei erhöhten Temperaturen wird bei dem bei 100°C deformierten ZK10 eine verstärkte Aktivierung nicht-basaler Versetzungen beobachtet. Gewölbte Korngrenzen und feinere Körner an den Korngrenzen, also der Beginn der dynamischen Rekristallisation, werden bei dem bei 200°C verformten ZK10 beobachtet. Im Gegensatz dazu werden die gleichmäßige Verformung und die Verzögerung der thermisch aktivierten Prozesse, z.B. eine dynamische Erholung und eine dynamische Rekristallisation, in den anderen Legierungen beobachtet. Diese Verzögerung ist durch die Zugabe von Zn mit Nd oder Ca stärker ausgeprägt.