The present study uses uniaxial compression testing over a wide range of strain rates to analyze the microstructure and texture evolution during high speed rolling (HSR) for AZ31B alloy and four Mg-Zn-Ce alloys. In the first part, the effects of strain rate on the flow behaviour and microstructure evolution on AZ31 Mg alloy were studied by compression testing over a wide range of strain rates (0.01-100 s-1) and temperatures (300-450 °C). In the second part, high-speed rolling of 1000 m/min was employed to successfully roll AZ31 alloy in one pass with 65% reduction in thickness at 300 °C and 450 °C. In the third part, a split Hopkinson pressure bar (SHPB) equipped with induction radiation furnace was used to attain a strain rate, in compression, of 1200s-1 in the temperature range of 25 to 350 °C and the result was compared with low strain rate (0.01 s-1) compression behavior. As well, during high-speed rolling at 500 m/min, the mill was interrupted, the sheet was withdrawn from rolling gap and the microstructure and texture evolution was investigated. In the final part, the recrystallization and texture evolution of four Mg-Zn-Ce sheets with a warm rolled microstructure obtained through two stages that can be characterised as rough rolling and finish rolling, was investigated at different stages of post-rolling annealing. The effect of rolling speed on the recrystallization and texture evolution of four Mg-Zn-Ce alloys was investigated as-deformed and after different stages of annealing. On annealing of Mg-Zn-Ce alloys, the same regions of the microstructure, located by hardness indentations, were examined and tracked by EBSD. Furthermore intragranular misorientation axes (IGMA) analysis was used to investigate the associated deformation mechanisms in the as deformed material. By combining these two methods, the development of the recrystallization microstructure was investigated and preferential nucleation sites, correlation between activated deformation mechanism and initial orientation of the recrystallized grains was studied. The IGMA analysis also shows that in Mg-1Zn-1Ce other types of dislocations rather than basal <a> are activated; in particular prismatic <a> type, is activated during deformation. Therefore the weakening of recrystallization texture during rolling resulting from the addition of RE elements is linked with a change in dynamic recrystallization (DRX) behaviour. Since the Mg-1Zn-1Ce alloy corresponds to the highest level of Ce in solid solution, the observed texture weakening is possibly due to decreasing grain boundary mobility as a result of solute partitioning of RE elements to dislocations and grain boundaries. The results showed that by increasing the rolling speed more secondary and compression twins were activated, which leads to the formation of more numerous local shear bands and a more uniform microstructure. The rotational dynamic DRX mechanism, in conjunction with the conventional DRX mechanism, is responsible for this texture weakening during high speed rolling. / La présente étude a été réalisée à l'aide d'essais par compression uni-axiale en utilisant une gamme variée de taux de déformation dans le but d'analyser la microstructure et l'évolution de la texture lors du procédé de laminage à haute vitesse pour les alliages de magnésium AZ31B et Mg-Zn-Ce. Dans la première partie, les effets du taux de déformation sur le comportement de l'écoulement et l'évolution de la microstructure de l'alliage AZ31B ont été étudiés par des essais de compression en utilisant une gamme variée de taux de déformation (0.01-100s-1) et des variations de la température de (300-450ºC).Dans la seconde partie de cette étude, le laminage à vitesse rapide (100m/min.) a été utilisé pour laminer l'alliage AZ31B avec succès dans une passe avec une réduction de l'épaisseur de 65% à 300C et 450ºC. Dans la troisième partie de ce projet, une unité d'essais Hopkinson (SHPB) équipée d'une fournaise à radiation a été utilisée afin d'atteindre un taux de déformation de 1200s-1 avec une gamme de température de 25 à 350ºC. Le résultat a été comparé avec le faible taux de déformation de (0.01s-1). De plus, au cours du laminage, à haute vitesse à 500 m/min., le laminoir a été arrêté, la feuille a été retirée des rouleaux, la microstructure et la texture ont été analysées.Des quatre alliages Mg-Zn-Ce, l'alliage Mg-1Zn-1Ce lequel avait le rapport Ce/Zn le plus élevé a démontré la plus faible texture telle que laminée et le rapport le plus homogène pour ce qui a trait au ratio pliage/maclage. En modifiant la teneur en zinc, la grosseur des particules a changée et pour les alliages démontrant un affaiblissement de la texture, le mécanisme de recristallisation a été modifié. Suite au recuit des alliages Mg-Zn-Ce, les sites identiques de la microstructure identifiés par des essais de micro dureté ont été examinés et suivis par EBSD. De plus, une analyse de la désorientation des axes inter granulaires (IGMA) a été effectuée afin d'analyser les mécanismes de déformation dans le matériel déformé. Ainsi à l'aide de la combinaison de ces deux méthodes, le développement de la microstructure recristallisée a été analysé et les sites préférentiels de nucléation, la corrélation entre les mécanismes de la déformation activée et l'orientation initiale des grains recristallisés ont été étudiés. La méthode d'analyse (IGMA) montre aussi que pour l'alliage Mg-1Zn-1Ce d'autres types de dislocations en plus de la structure de base < a > sont activés; en particulier le type prismatique < a > est activé au cours de la déformation. Par conséquent, l'affaiblissement de la texture de recristallisation au cours du laminage qui résulte de l'addition des éléments des terres rares est relié avec le comportement de la recristallisation dynamique. Alors que l'alliage Mg-1Zn-1Ce correspond à la plus haute teneur en Ce dans la solution solide, la texture affaiblie observée est possiblement reliée à la mobilité des bordures de grains comme résultant du fractionnement du soluté des éléments des terres rares pour les dislocations et les joints de grains. Les résultats ont montré qu'en augmentant la vitesse de laminage que plus de macles secondaires de compression ont été produites, ce qui a conduit à la création d'un plus grand nombre de bandes de cisaillement et une microstructure plus uniforme. Le mécanisme de recristallisation dynamique rotationnel en relation avec le mécanisme (DRX) est responsable de l'affaiblissement de la texture au cours du laminage à haute vitesse.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.119590 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Sanjari, Mehdi |
| Contributors | Stephen Yue (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Mining and Materials) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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