Study of portevin-le chatelier phenomenon in Al-Mg alloys treated with nanoparticles

Abstract

This dissertation focuses on the study of the Portevin-Le Chatelier (PLC) phenomenon in Al-Mg (aluminum-magnesium) alloys. First, the research centered on the development of methodologies for the effective insertion of nanoparticles in an aluminum matrix. In these studies, Al2O3 and MoB2 nanoparticles were incorporated in pure aluminum and A206 alloy matrix to evaluate the effect of these reinforcements on the mechanical and electrical properties of the composites and the effectiveness of the methods developed. Second, the research studied the PLC phenomenon when Al/NbB2 nanocomposite pellets prepared via high-energy ball milling, and A206 - 1 wt.% Al2O3 nanocomposites are present in a magnesium-supersaturated Al matrix. The nanocomposites were added into a molten Al-Mg alloy to produce cylindrical ingots. These were subsequently cold-rolled to obtain wires with 1 mm diameter to produce specimens for standard tensile tests. Prior to the tensile test, the samples underwent a 30 minute solution treatment at 300 C, followed by ice-water quenching. As expected, the results corroborated that the phenomenon was observable only in the specimens bearing the solution treatment. The phenomenon was observable as the material entered the plastic region of the stress-strain curves. The results obtained in this thesis clearly demonstrated what the addition of the Al2O3, and NbB2 nanoparticles attenuated the serrated signal amplitude of the PLC phenomenon.

Esta disertación se centra en el estudio del fenómeno Portevin-Le Chatelier (PLC) en aleaciones de Al-Mg. Primero, la investigación se centró en el desarrollo de metodologías para la inserción efectiva de nanopartículas en una matriz de aluminio. En estos estudios, se incorporaron nanopartículas de Al2O3y MoB2en aluminio puro y matriz de aleación A206 para evaluar el efecto de estos refuerzos en las propiedades mecánicas y eléctricas de los compuestos y la efectividad de los métodos desarrollados. En segundo lugar, la investigación estudió el fenómeno del PLC cuando los gránulos de nanocompuestos Al / NbB2preparados en un molino de bolas de alta energía, y A206 -wt.1% Al2O3están presentes en una matriz de Al supersaturada de magnesio. Los nanocompuestos se agregaron a una aleación de Al-Mg fundida para producir lingotes cilíndricos. Posteriormente, se laminaron en frío para obtener alambres con un diámetro de 1 mm para producir muestras para ensayos de tracción estándar. Antes de la prueba de tracción, las muestras se sometieron a un tratamiento de solución de 30 minutos a 300 ° C, seguido de enfriamiento con agua con hielo. Como se esperaba, los resultados corroboran que el fenómeno solo era observable en las muestras que llevaban el tratamiento con la solución. El fenómeno fue observable cuando el material entró en la región plástica de las curvas de esfuerzo-deformación. Los resultados obtenidos en esta tesis demostraron claramente que la adición de las nanopartículas Al2O3y NbB2causó una reducción de la amplitud de la señal dentada del fenómeno PLC.