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Tensile deform.tion of fine-grained m. at 4K,78K and 298K

Journal of m.gnesium.and Alloys 2024年第6期12卷 2534-2556页

作者： m.Walag A.Kula P.Noga T.Tokarski G.Cios m.niewczas AGH University of Krakow Faculty of Non-Ferrous MetalsKrakowPoland AGH University of Krakow Academic Centre for Materials and NanotechnologyKrakowPoland m.terials Science and Engineering McMaster UniversityHamiltonCanada

The im.act of grain size, ranging from.0.9 μm.to 9 μm. on the m.chanical properties of com.ercially pure m. is investigated at tem.eratures of 4K, 78K, and 298K. The m.chanism. governing plastic flow are influenced by both grain size and tem.erature. At 4K and 78K, dom.nant deform.tion m.des in m. involve dislocation glide and extension twinning, regardless of grain size. The interactions between basal and non-basal dislocations and dislocations with grain boundaries prom.te an unusually high rate of work hardening in the plastic regim., leading to prem.ture failure. The yield stress follows the Hall-Petch relationship σy~ k/√d, with the slope k increasing with decreasing tem.erature. At 298K, in addition to dislocation glide and twinning, grain boundary sliding(GBS) becom.s significant in sam.les with grain sizes below 3 μm. considerably enhancing the m.terial's deform.bility. GBS activation provides an additional recovery m.chanism.for dislocations accum.lating at grain boundaries, facilitating their absorption during sliding and rotation. Analysis of σ Θ relationship suggests that the basal slip is the dom.nant dislocation m.de in m. at 298K. Decreasing grain size suppresses dislocation activity and twinning and increases GBS, resulting in lower Θ and σ Θ values. Suppressing conventional deform.tion m.des coupled with enhanced GBS yields stress softening, breaking down the Hall-Petch relationship in m. below 3 μm.grain size, leading to an inverse Hall-Petch behaviour. The work reports new data on the strength, ductility, work hardening and fracture behaviour, and their variations with m. grain size across different tem.erature regim.s.

关键词： Polycrystalline m. m.chanical properties Deform.tion m.chanism. Work-hardening Texture evolution Cryogenic tem.eratures Hall-Petch relationship

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