Structure and properties of hot-rolled and annealed AZ61 magnesium alloy

Abstract

Magnesium alloy AZ61 was processed by hot rolling up to a large thickness reduction (~89%) in several routes with intermediate annealing. The hot rolling process was conducted at 450°C and at a 1.5 s−1 strain rate. The structure and texture evolution as well as the mechanical properties during processing were investigated. The structure studies showed that, during the hot-rolling process, a large number of twins formed, which had an impact on the mechanical properties of the hot-rolled samples. After annealing for 15 minutes, the twins were no longer observed in the annealed samples, causing a significant decrease in hardness. Moreover, an investigation of the hardness showed that annealing for 15 minutes did not remove all of the hardening effects nor did the hardness of the annealed samples decrease to the value before hot rolling. The texture investigations showed that the texture of the hot-rolled samples was a typical basal-type texture. However, the basal pick was split into two tilted towards the rolling direction (RD). The texture changed during annealing while the new strong texture components evolved. The annealing led to an increased intensity of <1010>{1120} texture component and enhanced ductility. It was concluded that the texture changes observed in the present investigations may lead to the enhanced ductility of magnesium alloys and, therefore, help us design a deformation scheme for magnesium alloys consisting of several thermomechanical routes.

Stop magnezu AZ61 został odkształcony przez walcowanie na gorąco do sumarycznego zgniotu 89%, w kilku przepustach z wyżarzaniem międzyoperacyjnym. Walcowanie odbywało się w temperaturze 450°C, a prędkość odkształcenia wynosiła 1,5 s−1. W pracy badano wpływ struktury oraz tekstury na własności mechaniczne stopu AZ61. Badania strukturalne pokazały występowanie dużej liczby bliźniaków po walcowaniu na gorąco, co miało wpływ na własności mechaniczne. Po wyżarzaniu przez 15 minut struktura nie zawierała bliźniaków oraz zaobserwowano spadek własności mechanicznych badanych próbek, ale nie do wartości sprzed walcowania. Z kolei badania teksturowe wykazały, że po walcowaniu na gorąco powstaje tekstura typu bazalnego, z dwoma pikami odchylonymi od [0001] w kierunku walcowania. Po wyżarzaniu zaobserwowano dodatkowy komponent tekstury, <1010>{1120}, co spowodowało poprawę własności plastycznych badanego materiału. Zaobserwowane zmiany strukturalne i teksturowe wpływają silnie na własności plastyczne stopu AZ61, dzięki czemu możliwe jest odpowiednie zaprojektowanie procesu walcowania tego materiału.