Microstructural and mechanical characterization of a Mg-1wt%Mn1t%Nd alloy processed by high-pressur torsion

Abstract

O magnésio é o metal estrutural mais leve, apresentando uma alta resistência específica e oferecendo um considerável potencial para aplicações automotivas e aeroespaciais. No entanto, o seu uso permanece restrito devido a sua baixa formabilidade à temperatura ambiente e a sua baixa resistência mecânica. Para melhorar as propriedades do Mg, algumas das alternativas viáveis são adicionar elementos terras-raras às suas ligas e submeter o material à deformação plástica severa. O presente trabalho investiga a evolução microestrutural e mecânica da liga Mg-1%Mn-1%Nd em peso processada por torção sob alta pressão, e a microestrutura foi caracterizada por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. A segregação dos elementos de liga foi avaliada com imagens de campo escuro de alto ângulo, e é tipicamente relacionada a uma maior dureza e estabilidade térmica, o que aumenta o interesse em entender sua formação. Os resultados mostram que o Nd segrega rapidamente para os contornos de grão nos estágios iniciais de deformação, enquanto o Mn, que estava disperso em pequenas partículas no material inicial, sofre uma fragmentação lenta, formando nanopartículas distribuídas por toda a microestrutura e segregando para os contornos de uma maneira distintamente mais lenta do que os átomos de Nd. A evolução da microdureza mostra um rápido aumento da resistência mecânica para níveis baixos de deformação, até a sua saturação. Sugere-se que o Mn desempenhe um papel com pouca relevância na contribuição para o aumento de resistência dessa liga, pois o lento desenvolvimento de nano-aglomerados e segregações desse elemento não afeta de forma relevante a dureza.