Grain Refinement of Az91e Magnesium Alloy Through Ultrasonic Treatment, Inoculation and Hybrid Processing for Improvements to Microstructure and Mechanical Properties
Notice bibliographique
Résumé
Light metals are gaining increased attention due to ecological sustainability concerns and consequent strict emission regulations. Magnesium (Mg) has the potential to replace aluminum (Al) and steel components, which can reduce emissions through lightweighting. However, widespread implementation of Mg is hindered by its low mechanical properties. As a means for improving the mechanical properties of cast alloys, ultrasonic processing has shown increasing promise within the past years. As well, grain refinement and reinforcement with ceramic particles can also improve the properties of cast alloys. This dissertation examines the effects of ultrasonic treatment (UST), grain refinement with α-Al 2 p3rticles, and their combination to produce hybrid refined castings on the microstructure and mechanical properties of cast Mg alloys. To evaluate the effects of UST, the molten alloys were subjected to 60 to 240 s of sonication at a frequency and amplitude of 20 kHz and 15 µm, respectively. Vibrational amplitudes ranging from 1.25 to 15 µm were also investigated. Sonication time was found to improve the mechanical properties of the alloy relative to the base condition. In addition, vibrational amplitudes up to 7.5 µm were able to refine the secondary phases of the alloy. In both cases, the improvement was attributed to the refinement of the Mg grain structure and secondary phases. Grain refinement with Al2O3 was performed with mechanical stirring (MS) and addition levels ranging from 0.25 to 2 wt.%. The highest levels of improvement for ultimate tensile strength and ductility were achieved through 0.5 wt.% Al2O3 addition. Moreover, hybrid refined samples were prepared by combining 1 wt.% Al2O3 addition and UST. The hybrid samples displayed improved mechanical properties relative to the base alloy and the samples prepared with MS. This was attributed to the finer grain size, and enhanced inoculant distribution. Thus, significantly improved mechanical properties of Mg alloys are facilitated by UST, grain refinement with Al2O3 and hybrid processing. These processes have the potential to replace higher density Al and iron-based components, with consequent energy efficiency and environmental and ecological benefits.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».