Microstructure and mechanical properties study of the finegrained magnesium alloys processed by severe plastic deformation

• Thesis title in Czech: Studium mikrostruktury a mechanických vlastností jemnozrnných hořčíkových slitin připravených intenzivní plastickou deformací
• Thesis title in English: Microstructure and mechanical properties study of the finegrained magnesium alloys processed by severe plastic deformation
• Key words: jemnozrnné materiály|metody intenzivní plastické deformace|hořčíkové slitiny|mikrostruktura|mechanické vlastnosti
• English key words: finegrained materials|severe plastic deformation techniques|magnesium alloys|microstructure|mechanical properties
• Academic year of topic announcement: 2019/2020
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: angličtina
• Department: Department of Physics of Materials (32-KFM)
• Supervisor: RNDr. Jitka Stráská, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 12.06.2020
• Date of assignment: 19.06.2020
• Confirmed by Study dept. on: 10.07.2020
• Date and time of defence: 29.06.2021 09:00
• Date of electronic submission: 21.05.2021
• Date of submission of printed version: 21.05.2021
• Date of proceeded defence: 29.06.2021
• Opponents: prof. Ing. Branislav Hadzima, Ph.D.
• Advisors: prof. RNDr. Miloš Janeček, CSc.

Guidelines

1. Seznámení se s problematikou ultrajemnozrnných materiálů a jejich přípravou, využitím ultrajemnozrnných hořčíkových slitin v průmyslu, medicíně a dalších oborech, sepsání rešerše.
2. Příprava vzorků pro zkoumání mikrostruktury daných materiálů pomocí elektronové mikroskopie a měření difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD), a pro měření mechanických vlastností (např. mikrotvrdosti, tlakových zkoušek), a provedení experimentů.
3. Vyhodnocení naměřených dat a jejich zpracování do diplomové práce.
4. Práce se může stát podkladem pro navazující disertační práci.

References

1. Gottstein G.: Physical foundations of materials science, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2004.
2. M. Gupta, N. M. L. Sharon: Magnesium, magnesium alloys and magnesium composites, John Wiley & Sons, 2011.
3. R. Z. Valiev, T. G. Langdon: Principles of equal-channel angular pressing as a processing tool for grain refinement, Progress in Materials Science 51 (2006) 881–981.
4. A. P. Zhilyaev, T. G. Langdon: Using high-pressure torsion for metal processing: Fundamentals and applications, Progress in Materials Science 53 (2008) 893-979.
5. Další literatura dle doporučení vedoucího práce

Preliminary scope of work

Ultrajemnozrnné materiály, které se obvykle připravují intenzivní plastickou deformací, se vyznačují lepšími mechanickými vlastnostmi, především zvýšenou pevností, v porovnání s konvenčně připravenými materiály.
Jeden z nejslibnějších a v poslední době často používaných způsobů přípravy těchto materiálů je metoda tzv. equal-channel angular pressing (ECAP), při které lze opakovaným protlačováním vzorku dvěma na sebe kolmými kanály téhož průřezu dosáhnout vysoké uložené deformace, která vede k podstatnému zjemnění zrna. K dalším moderním metodám přípravy jemnozrnného materiálu patří např. torze za vysokých tlaků (HPT) nebo kruhové kování. Všechny tyto technologické postupy mají společné vytvoření velkého množství poruch v materiálu, který je v silně nerovnovážném stavu. Ultrajemnozrnné kovy a patří do třídy moderních materiálů, které mají celou řadu strukturních aplikací a mnoho unikátních vlastností, kterými se výrazně liší od hrubozrnných materiálů.
Cílem této diplomové práce je studovat mikrostrukturu ultrajemnozrnných hořčíkových slitin a korelovat ji s mechanickými vlastnostmi těchto materiálů připravených některými z technologií intenzivní plastické deformace.

Preliminary scope of work in English

Ultrafine-grained materials prepared usually by severe plastic deformation are characterized by better mechanical properties (especially higher strength) in comparison with materials prepared by conventional techniques.
One of the most promising SPD techniques is the equal channel angular pressing (ECAP) in which multi-pass pressing of the specimen allows to reach very high total strains and high grain refinement in the material. Other modern processing techniques have been developed in the last years to produce fine-grain structure, in particular high pressure torsion, swaging, etc. The common feature of all these techniques is the introduction of a large number of crystal defects in the material which are in a non-equilibrium state. Metals and alloys with fine grains have proven to be promising classes of novel materials with a wide variety of possible structural applications and many unique properties which are superior to those of their coarse grained counterparts.
The objective of this diploma thesis is to investigate microstructure development of the ultrafine-grained magnesium based alloys and to correlate it with the mechanical properties of the materials prepared by some of the other severe plastic deformation techniques.