Vývoj ternárních hořčíkových slitin a jejich tváření

Abstract

V této bakalářské práci je představen přehled hořčíko-zinkových ternárních slitin obsahujících hliník, stroncium a mangan, se zaměřením na jejich základní vlastnosti a doplněný názornými příklady aplikací ze současné literatury. Dále jsou diskutovány nejběžnější procesy tváření slitin hořčíku, zejména vliv procesních parametrů na výsledný produkt. Každá z metod je posuzována z hlediska aplikovatelnosti pro výše zmíněné slitiny. Slitina Mg-Zn-Mn byla připravena pomocí vakuového obloukového tavení. Metodami práškové rentgenové difrakce a energiově disperzní spektroskopie byla provedena fázová analýza. Ke zobrazení gradientní mikrostruktury vzorku byla použita korelativní mikroskopie, kombinující konfokální laserovou skenovací mikroskopii a skenovací elektronovou mikroskopii. Různé oblasti vzorku, obsahující přesycený tuhý roztok a precipitaci sekundárních fází, byly analyzovány pomocí nanoindentace. Změny mikrostruktury způsobené žíháním na vzduchu byly opakovaně analyzovány nanoindentací a zobrazovány pomocí mikroskopie. Naměřená data byla porovnána s dostupnou literaturou. Cílem této práce je představit málo prozkoumaný přístup k rychlé analýze základních vlastností slitiny pomocí jediného vzorku.

In this bachelor thesis, an overview of magnesium-zinc-based ternary alloys containing aluminium, strontium, and manganese is presented, highlighting fundamental properties as well as providing illustrative examples regarding their applications from recent literature. The most common processing methods for magnesium alloys are reviewed, with an emphasis on the influence of processing parameters on the final product. Each method is discussed in the context of the aforementioned ternary Mg alloys. An Mg-Zn-Mn alloy was prepared using vacuum arc melting. Phase content was investigated using powder X-ray diffraction and energy dispersive spectroscopy. Correlative microscopy was employed to analyse the observed gradient microstructure, combining confocal laser scanning microscopy and scanning electron microscopy. Different regions of the sample revealing saturated solid solution and precipitation of secondary phases were characterised using nanoindentation. Changes in the varying microstructure induced by annealing in air were repeatedly analysed using nanoindentation and microscopy. All measured data are discussed in comparison with relevant literature. This thesis aims to demonstrate a rarely explored methodology for rapid assessment of the basic properties of a given alloy using a single sample.