Microstructures and Mechanical Properties of Extruded Mg-Gd-Al Alloys: Influence of Initial Second-Phase Morphology Before Extrusion

Chao Wang; Zhening Yang; Guangxiao Ren; Hongxia Wang; Anguo Zhang; Kai Wang; Jin Wang; Lifei Wang; Kwang Seon Shin

doi:10.1007/s12540-024-01665-1

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자료유형: 학술저널

저자정보: Chao Wang (Taiyuan University of Technology) Zhening Yang (The University of Manchester) Guangxiao Ren (Zhejiang University) Hongxia Wang (Taiyuan University of Technology) Anguo Zhang (Taiyuan University of Technology) Kai Wang (Taiyuan University of Technology) Jin Wang (Shanxi Jianghuai Heavy Industry Co., Ltd.) Lifei Wang (Taiyuan University of Technology) Kwang Seon Shin (Seoul National University)

저널정보: 대한금속·재료학회 Metals and Materials International Metals and Materials International Vol.30 No.9

발행연도: 2024.9

수록면: 2,450 - 2,465 (16page)

DOI: 10.1007/s12540-024-01665-1

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The effect of the second-phase morphology on dynamic recrystallisation in a Mg–9Gd–0.8Al alloy during hot extrusion wasinvestigated at a temperature of 400 ℃. Microstructure analysis of the as-cast Mg–9Gd–0.8Al alloy revealed a predominantcomposition comprising an α-Mg matrix, a petal-like (Mg,Al)3Gd phase, and a lamellar Mg5Gdphase along the grain boundary,along with a small proportion of a square Al2Gdphase within the grain. Upon subjecting the alloy to a solid-solutiontreatment at 540 ℃, the lamellar phase underwent precipitation, eventually dissolving into the matrix as the treatment timeincreased. The recrystallisation volume fraction of the alloy showed a positive correlation with the solution time followinghot extrusion at 400 ℃. The mechanical properties of the extruded alloy were tested, and the results revealed that the as-castextruded alloy had the highest tensile strength of 317 MPa among the tested samples, mainly owing to its bimodal structure. Moreover, the broken (Mg,Al)3Gd phase initiated particle-stimulated nucleation. Here, the extruded alloy subjected to10 h of solution treatment exhibited the highest yield strength of 240 MPa. The increased yield strength was attributed tothe presence of the broken (Mg,Al)3Gd phase and the dispersion of lamellar (Mg,Al)2Gd phases at the recrystallised grainboundaries. Notably, the alloy extruded with a treated solution for 50 h exhibited the most favourable plasticity comparedto the others, achieving an elongation of 29.7%. These results underscore the significance of the study in understanding therelationship between the second-phase morphology and alloy behaviour after hot extrusion.

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