Grain size dependence of twin-dominant deformation in rolled magnesium AZ31 investigated by in situ microscopic image correlation
- Global styles
- Apa
- Bibtex
- Chicago Fullnote
- Help
Abstract
İkizlenen Magnezyum AZ31 alaşımının tanecik büyüklüğüne bağımlı deformasyonu,çok ölçekli yerinde dijital imge korelasyonu ile araştırılmıştır. Tanecik büyüklüğükarşılaştırması için 2 adet haddelenmiş numune kullanılmıştır. Tanecik boyutları: i) küçüktaneli (KT), ~11 µm ii) büyük taneli (BT), ~25 µm. Numuneler, {101̅2}〈1̅011〉 ikizlenmesistemini harekete geçirecek şekilde basılarak yüklenmiştir. İkizlenen malzemenindeformasyon davranışları, deneyler sırasında numuneler makroskobik ve mikroskobikölçeklerde izlenmiştir. Deformasyon haritaları, KT ve BT numunelerin yüzeylerindekigerinim dağılımlarını karşılaştırmak için kullanılmıştır. Bunlara göre, gerilme tepkisi vedeformasyon dağılımı bakımından tanecik büyüklüğünün açıkça görülebilir etkileri vardır:KT numunedeki ikizlenme platosu gerilmesinin BT numuneninkinden yüksek olduğugörülmüştür (80 ve 60 MPa). Her iki numune de yükleme yönüne ±45°'de konumlanandeformasyon bantları ile heterojen deformasyon sergilemiştir ancak bantlar, KT numunededağınık ve birbiriyle kesişen çapraz bant yapılarına sahipken, BT numunede tek yönlü velokalize durumdadırlar. Deforme olmuş bölgelerin sayısal olarak analizi yapıldığında iseKT numune üzerindeki ortalama gerinimin BT numunedekinden deney boyunca dahayüksek olduğu (~10% oranında), ancak değerlerinin birbirine yakın olduğu görülmüştür.Başka bir deforme olmuş bölgeyle kesişmeyen ve etkileşime girmeyen bantların çekmeyönündeki ortalama gerinimleri %1.5-2 arasında değişmektedir. Bir bant üzerindeki bütüngerinimin ikizlenmeden kaynaklandığı farz edilerek, sadece-ikizlenme-bazlı hacim oranı,???? , adında bir nicelik tanımlanmıştır. KT numunedeki ???? , BT numunedekindenyaklaşık %10 daha yüksek olmakla birlikte değerleri oldukça yakındır. Tekil bantlarıngenişlikleri arttığında dahi???? değerlerinin bantlar sabit kalması, ???? 'nın karakteristikdeğeri olduğu varsayımını doğrulamaktadır. Sadece deformasyon bantları etkileşime girdiğitakdirde, kesişim bölgelerinde yoğunlaşan bir gerinim artışına rastlanmıştır. In this study, twin-dominant deformation in rolled Magnesium AZ31 is explored withmulti-scale in situ digital image correlation (DIC) by parametrizing grain size. Two samplesextracted along the rolling direction are used for the grain size comparison: i) fine-grained(FG) sample with ~11 µm, ii) coarse-grained (CG) sample with ~25 µm grain size. Thesamples are tested under compressive loading that activates the tensile twinning system{101̅2}〈1̅011〉. Sample surfaces are monitored with macroscopic and microscopic imagingas load is incremented in position control. By area scanning the sample under microscopicoptics, macroscopic deformation structures are mapped with microscopic resolution. Theseultra-high-resolution maps are used to compare strain distributions of FG and CG samples.In terms of stress response and the distribution of deformation patterns, the effect of grainsize is noticeable. The level of stress that FG sample exhibits on the twin plateau (flat sectionof the stress strain curve) is higher than that of the CG sample (80 and 60 MPa, respectively).Both samples display heterogeneous deformation in the form of ±45° inclined bands.Quantitative analysis of the deformed regions shows that average strains in deformationbands are always higher in FG sample than in CG sample but by a small margin (~10%).The nominal average standalone band strain in the axial direction spans from 1.5 to 2 % tobe put in perspective of the 6.5% twin transformation strain. A quantity named sole-twinactivityvolume fraction ,???? , is defined over the bands that presumes entire strainaccomodation comes from tensile twinning, ???? is slightly higher in FG sample comparedto the CG sample by the same ~10% margin. ???? remains constant on a singular band evenwhen it expands, confirming the conjecture that band strain and corresponding ???? arecharacteristic values. Only when bands intersect and interact, the strain in these localizationstructures rise noticeably.
Collections