Effect of Extrusion Temperature on the Microsturcture in a Bismuth Modified Magnesium Alloy

Tingting Guo; Yulei Tai; Lu Jiang; Zhen Zhang; Jun Wang

doi:10.1007/s12540-023-01597-2

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자료유형: 학술저널

저자정보: Tingting Guo (Kunming University of Science and Technology) Yulei Tai (Hangzhou Medical College) Lu Jiang (Deakin University) Zhen Zhang (Hefei University of Technology) Jun Wang (Deakin University)

저널정보: 대한금속·재료학회 Metals and Materials International Metals and Materials International Vol.30 No.6

발행연도: 2024.6

수록면: 1,527 - 1,537 (11page)

DOI: 10.1007/s12540-023-01597-2

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Dilute Mg–Bi alloy is a recently developed alloy system with good extrudability and ductility. However, there is a limitedunderstanding of the influence of extrusion temperature on its microstructure when extruded at lower temperatures (≤ 300 °C),which restricts the further enhancement of its mechanical properties. In this work, we investigated the microstructureevolution at multiscale levels (micro-scale, nanoscale, and atomic scale) affected by different extrusion temperatures. Theresults show that particle-stimulated nucleation by the pre-existed Mg3Bi2particle can significantly refine the grains (evendown to a grain size of ~ 80 nm), and it is a dominant dynamic recrystallized mechanism, especially at 100 °C and 200 °C,though, with negligible influence on the final texture. In addition, dynamic precipitation with nano-sized precipitates (tensof nanometers) occurs in these temperatures, and they can provide the Zenner pinning effect to hinder grain growth. Mostsignificantly, deformation-induced bismuth clusters (which can potentially be tailored to provide significant strengtheningwithout deteriorating the ductility) were observed both in the matrix and at grain boundaries in all the extrusion temperatures. As the temperature increases, the size and the density of these clusters increases. Finally, an attempt at quantificationof the strengthening contributions from the grain size, nanoparticles, clusters, and solid solution is provided, indicating thesignificant effect of extrusion temperature on varying these contributions.

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