Comportamientos de deformación y mecanismos de endurecimiento de la aleación Mg-Gd-Y con estructura de gradiente

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Trabajos de metalurgia
• Ingeniería mecánica

Sus antecedentes:

• Las aleaciones de magnesio ofrecen una alta resistencia específica, pero a menudo sufren de poca ductilidad.
• Las estructuras gradientes pueden mejorar potencialmente las propiedades mecánicas al combinar diferentes características microstruturales.
• El tratamiento de desgaste mecánico de superficie (SMAT) es un método para crear capas superficiales finas.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos de deformación y fractura de una aleación Mg-Gd-Y con estructura de gradiente.
• Comprender el papel de los gradientes microstruturales en la mejora del rendimiento mecánico.
• Para correlacionar las características microestructurales con el comportamiento de deformación bajo carga de tracción.

Principales métodos:

• Preparación de la aleación Mg-Gd-Y mediante SMAT seguida de recocido y envejecimiento.
• Pruebas de tracción in situ para observar la deformación y la fractura.
• Cálculo cuantitativo de las densidades de dislocación geométricamente necesarias (DNG).
• Caracterización de la microestructura y análisis del parámetro de compatibilidad geométrica (m).

Principales resultados:

• La capa de grano fino (FG) acomodaba más deformación plástica que la capa de grano grueso (CG).
• Se observó la iniciación y propagación de grietas entre granos gruesos adyacentes.
• El fortalecimiento inducido por hetero-deformación (HDI) y el endurecimiento por deformación en la estructura de gradiente mejoraron la sinergia fuerza-ductilidad.
• Los mecanismos de endurecimiento intrínseco y extrínseco sinérgicos retrasaron la falla prematura.

Conclusiones:

• La estructura de gradiente creada por el SMAT y los tratamientos posteriores mejora efectivamente la sinergia fuerza-ductilidad en las aleaciones Mg-Gd-Y.
• Comprender la distribución de la deformación y el comportamiento de la dislocación es crucial para optimizar el diseño de aleaciones de gradiente.
• La combinación de mecanismos de fortalecimiento y endurecimiento de HDI es clave para mejorar el rendimiento mecánico.