guest ::
| 001 | 979734 | ||
| 005 | 20240530052821.0 | ||
| 024 | 7 | _ | |2 HBZ |a HT030696226 |
| 024 | 7 | _ | |2 Laufende Nummer |a 43215 |
| 024 | 7 | _ | |2 datacite_doi |a 10.18154/RWTH-2024-01797 |
| 037 | _ | _ | |a RWTH-2024-01797 |
| 041 | _ | _ | |a English |
| 082 | _ | _ | |a 620 |
| 100 | 1 | _ | |0 P:(DE-82)IDM03147 |a Mouhib, Fatim-Zahra |b 0 |u rwth |
| 245 | _ | _ | |a Synergistic effects in magnesium-rare-earth-zinc alloys - a gateway to informed alloy design |c vorgelegt von Fatim Zahra Mouhib, M.Sc. RWTH |h online |
| 260 | _ | _ | |a Aachen |b RWTH Aachen University |c 2024 |
| 300 | _ | _ | |a 1 Online-Ressource : Illustrationen |
| 336 | 7 | _ | |0 2 |2 EndNote |a Thesis |
| 336 | 7 | _ | |0 PUB:(DE-HGF)11 |2 PUB:(DE-HGF) |a Dissertation / PhD Thesis |b phd |m phd |
| 336 | 7 | _ | |2 BibTeX |a PHDTHESIS |
| 336 | 7 | _ | |2 DRIVER |a doctoralThesis |
| 336 | 7 | _ | |2 DataCite |a Output Types/Dissertation |
| 336 | 7 | _ | |2 ORCID |a DISSERTATION |
| 500 | _ | _ | |a Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University |
| 502 | _ | _ | |a Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2024, Kumulative Dissertation |b Dissertation |c Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen |d 2024 |g Fak05 |o 2024-01-17 |
| 520 | 3 | _ | |a In Magnesiumlegierungen haben sich die Auswirkungen gelöster Legierungselementen als entscheidend für die Entwicklung von Mikrostruktur und Textur erwiesen, so dass ein tiefes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen gelösten Elementen und Gitterfehlern für die Vorhersage von Eigenschaften und das Legierungsdesign unerlässlich ist. Ziel dieser Studie war es, die zugrundeliegenden Faktoren zu klären, die dazu beitragen, dass die Texturkomponenten in ternären Magnesium (Mg)-seltenen Erden (SE)-Zinc (Zn)-Legierungen von der üblichen Basaltextur abweichen. Der Fokus lag dabei auf dem Verständnis der Wechselwirkungen zwischen gelösten Elementen und Gitterfehlern, sowie synergistischen Effekten der gelösten Elemente untereinander. Es wurde ein kombinierter Ansatz aus klassischer Elektronenrückstreu-beugung (EBSD), mechanischer Prüfung und Atomsondentomographie gewählt, um Mikrostrukturentwicklung ausgehend von Korngrenzseigerungsphänomenen auf atomarer Ebene und Versetzungsgleiten, bis hin zu den endgültigen Materialeigenschaften zu untersuchen. Binäre und ternäre Mg-Gd-(Zn)-, Mg-Er-(Zn)- und Mg-Ca-(Zn)-Walzbleche wurden nach Abschluss verschiedener Wärmebehandlungen untersucht. Die Ergebnisse bestätigten die Bildung einer einzigartigen ±40° Kippung zur Querrichtung (QR) in der Rekristallisationstextur von ternären Mg-SE-Zn -Legierungen. Es wurde festgestellt, dass in den frühen Stadien der Rekristallisation ein Texturübergang von einer Waltz- zu einer Querrichtungs-dominierten Textur stattfindet. Um die Texturauswahl während der Rekristallisation zu verstehen, wurden weitere Untersuchungen zur Keimbildung und zum frühen Keimwachstum während der statischen Rekristallisation durchgeführt. Eine Mg-Gd-Zn-Probe im Gusszustand wurde bei 200°C einer uniaxialen Kompression bis zu 40\% Dehnung unterzogen und anschließend in zwei spiegelbildliche Probenhälften geschnitten, von denen eine 60 Minuten lang geglüht wurde. Klassische und Quasi-Insitu-EBSD-Analysen belegten die Bedeutung spezifischer Keimbildungsstellen, insbesondere Druck-Zug-Doppelzwillinge, für die endgültige Textur. Quasi-Insitu-EBSD-Unter-suchungen ergaben ein selektives Wachstum von nicht-basalen-Texturkomponenten, die letztendlich die resultierende Rekristallisationstextur dominieren. Die kombinierten Effekte der gelösten Legierungselemente und ihre Abhängigkeit von ihrem Ausgangsverhältnis in der Legierung wurden durch den Vergleich der Korngrenzseigerung der Legierungselemente und der Texturbildung in drei Mg-Gd-Zn-Legierungen mit unterschiedlichen Gd:Zn-Verhältnissen, 2:1, 1;1 und 1:2, untersucht. Ein niedriges Gd:Zn-Verhältnis führte zu einer stärkeren Korngrenzseigerung der gelösten Stoffe und einer ausgeprägteren QR-Textur. In allen Legierungen wurden Cluster mit einem Verhältnis von etwa 0,33 gefunden, was darauf hindeutet, dass für die Bildung effektiver Cluster eine hohe Zn-Konzentration erforderlich ist. Diese Ergebnisse belegen, dass eher Änderungen des Elementverhältnisses als ihre absolute Konzentration Korngrenzseigerung und Texturbildung bestimmen. Was die mechanischen Eigenschaften betrifft, zeigten Mg-Er-Zn und Mg-Gd-Zn im Vergleich zu den entsprechenden binären Legierungen, eine verbesserte Streckgrenze, die Fähigkeit zur Kaltverfestigung und eine hohe Bruchduktilität. EBSD-gestützte Gleitlinienanalyse nach 5 \% Dehnung zeigte ein erhöhtes nichtbasales Gleiten in den ternären Legierungen im Vergleich zu binären Legierungen. Änderungen des Gd:Zn-Verhältnisses führen zu einer weiteren Verstärkung der Aktivierung des nichtbasalen Gleitens bei niedrigeren Gd:Zn-Verhältnissen. Darüber hinaus wurde eine Anisotropie der Fließspannung zwischen Spannung in Waltz- (WR) und Querrichtung (QR) beobachtet, die gleichermaßen mit dem Gd:Zn-Verhältnis skaliert und auf eine verstärkte Aktivierung der Zwillingsbildung unter Belastung in TD zurückgeführt wird. Die Ersetzbarkeit von seltenen Erden durch Ca wurde durch EBSD-Untersuchungen, Atomsondentomographie und ab initio-Berechnungen von binären und ternären Mg-Gd-(Zn)- und Mg-Ca-(Zn)-Legierungen untersucht. Die Texturuntersuchungen ergaben, dass die Mg-Ca-Legierung im Vergleich zu den SE-haltigen Legierungen eine ähnliche Abweichung von der Basaltextur aufweist. Allerdings wurden bei SE- und Zn-haltigen Legierungen signifikante synergistische Legierungselementeffekte beobachtet, nicht jedoch in der entsprechenden Ca-Legierung. Ab-initio-Berechnungen der Bindungsenergien ergaben eine bevorzugte Gd-Zn Bindung im Vergleich zu Ca-Zn. Zusätzlich wurde die Bindungsenergie zwischen Legierungselement und Leerstellen untersucht, um das Verhalten von Legierungselementen in Bereichen mit vielen Leerstellen, z. B. an Korngrenzen, abzuschätzen und es zeigte sich, dass Ca gegenüber Gd bevorzugt wird, was die abweichenden Texturtendenzen bei binärem Mg-Ca erklären könnte. Zur Erforschung alternativer Verformungsmodi in Mg-Ca-Legierungen wurde der Synchro-Shear Mechanismus in Mg2Ca-Laves-Phasen untersucht. Durch klassische atomistische Simulationen und ab initio Berechnungen wurde nachgewiesen, dass Synchro-Shear energetisch günstig und daher der Hauptmechanismus für die Versetzungsbewegung auf der Basalebene ist. |l ger |
| 520 | _ | _ | |a In dilute magnesium (Mg) alloys, solute effects were proven crucial for microstructure and texture development rendering a deep understanding of solute-solute and solute-defect interactions indispensable for property predictions and alloy design. This dissertation aimed at clarifying the underlying factors contributing to the formation of texture components deviating from the common basal texture in ternary magnesium-rare earth (RE) -zinc (Zn) alloys. The main focus was on understanding the role of solute defect interactions and resulting synergistic solute effects. A multi-scale characterization involving classical electron backscatter diffraction (EBSD) analysis, mechanical testing, and atom probe tomography (APT) was adopted to establish microstructure correlations concerning atomic scale segregation phenomena, slip activation and arising material properties. Binary and ternary dilute Mg-Gd-(Zn), Mg-Er-(Zn) and Mg-Ca-(Zn) alloy sheets were investigated subsequent to rolling deformation and various heat treatments. The results confirmed the formation of a unique ±40° transverse direction (TD) recrystallization texture in ternary Mg-RE-Zn alloys. A texture transition from an RD to an TD dominated texture was found to take place during the early stages of recrystallization. To understand texture selection during recrystallization, further investigations on nucleation and early nucleus growth during static recrystallization were carried out. An as-cast Mg-Gd-Zn sample was subjected to uniaxial compression at 200°C up to 40% strain and subsequently cut into two mirroring sample halves of which one was annealed for 60 min. Classical and quasi-in-situ EBSD analysis proved the importance of specific nucleation sites, especially compression-tension double twins, to the final texture. Quasi-insitu EBSD investigations revealed selective growth of off-basal texture components, which would ultimately dominate the resulting recrystallization texture. Combined solute effects and their dependence on the solute ratio, were explored by comparing solute segregation and texture formation of three Mg-Gd-Zn alloys, with varying Gd:Zn ratios of 2:1, 1;1 and 1:2. A low Gd:Zn ratio led to higher solute segregation and a more pronounced TD texture. Solute clusters with a ratio of approximately 0.33 were found in all alloys indicating that the formation of effective solute clusters may require a high Zn concentration. These results prove that alterations of the solute ratio rather than the absolute solute concentration govern segregation and texture formation. A possible replaceability of RE solutes by Ca, was addressed by EBSD investigations, atom probe tomography and ab initio calculations of binary and ternary Mg-Gd-(Zn) and Mg-Ca-(Zn) alloys. Texture investigations showed similar off-basal texture trends in Mg-Ca alloys compared to RE containing alloys. However, significant combined solute effects were observed in ternary RE containing alloys, e.g. Mg-Gd-Zn, rather than the counterpart Ca alloy. Ab initio calculations of binding energies revealed preferential Ca-Zn binding compared to Ca-Zn. Additionally, solute-vacancy binding was investigated to estimate the behaviour of solutes in vacancy rich regions, e.g. grain boundaries, and revealed that solute-vacancy binding is preferential for Ca rather than Gd, which may explain the off-basal texture trends emerging in binary Mg-Ca. In terms of mechanical properties, Mg-Er-Zn and Mg-Gd-Zn both exhibited an enhancement in the yield strength, strain hardening capability, and failure ductility compared to binary alloy systems. EBSD assisted slip trace analysis at 5% strain showed promoted non-basal slip in ternary alloys compared to the binary counterpart alloy. Alterations of the Gd:Zn ratio lead to further enhancements of non basal slip activation for lower Gd:Zn ratios. Additionally, a RD/TD yield stress anisotropy, equally scaling with the Gd:Zn ratio, was observed and attributed to an increased activation of twinning under strain in TD. To explore alternative deformation modes in Mg-Ca alloys synchroshear in Mg2Ca Laves phases was investigated by classical atomistic simulation and ab initio calculations. It was proven that synchro-shear is energetically favourable and therefore the main mechanism for dislocation motion on the basal plane. |l eng |
| 536 | _ | _ | |0 G:(GEPRIS)394480829 |a DFG project 394480829 - Zur Korngrenzsegregation in Magnesiumlegierungen und deren Einfluss auf die Einstellung der Mikrostruktur und der mechanischen Eigenschaften (394480829) |c 394480829 |x 0 |
| 588 | _ | _ | |a Dataset connected to Lobid/HBZ |
| 591 | _ | _ | |a Germany |
| 700 | 1 | _ | |0 P:(DE-82)IDM00440 |a Korte-Kerzel, Sandra |b 1 |e Thesis advisor |u rwth |
| 700 | 1 | _ | |a Sinclair, Chad |b 2 |e Thesis advisor |
| 787 | 0 | _ | |0 RWTH-2019-03063 |i RelatedTo |
| 787 | 0 | _ | |0 RWTH-2022-05545 |i RelatedTo |
| 787 | 0 | _ | |0 RWTH-2021-02073 |i RelatedTo |
| 787 | 0 | _ | |0 RWTH-2024-00605 |i RelatedTo |
| 787 | 0 | _ | |0 RWTH-2024-00733 |i RelatedTo |
| 856 | 4 | _ | |u https://publications.rwth-aachen.de/record/979734/files/979734.pdf |y OpenAccess |
| 856 | 4 | _ | |u https://publications.rwth-aachen.de/record/979734/files/979734_source.zip |y Restricted |
| 909 | C | O | |o oai:publications.rwth-aachen.de:979734 |p openaire |p open_access |p VDB |p driver |p dnbdelivery |
| 910 | 1 | _ | |0 I:(DE-588b)36225-6 |6 P:(DE-82)IDM03147 |a RWTH Aachen |b 0 |k RWTH |
| 910 | 1 | _ | |0 I:(DE-588b)36225-6 |6 P:(DE-82)IDM00440 |a RWTH Aachen |b 1 |k RWTH |
| 914 | 1 | _ | |y 2024 |
| 915 | _ | _ | |0 StatID:(DE-HGF)0510 |2 StatID |a OpenAccess |
| 920 | 1 | _ | |0 I:(DE-82)523110_20140620 |k 523110 |l Lehrstuhl für Werkstoffphysik und Institut für Metallkunde und Materialphysik |x 0 |
| 920 | 1 | _ | |0 I:(DE-82)520000_20140620 |k 520000 |l Fachgruppe für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik |x 1 |
| 980 | 1 | _ | |a FullTexts |
| 980 | _ | _ | |a I:(DE-82)520000_20140620 |
| 980 | _ | _ | |a I:(DE-82)523110_20140620 |
| 980 | _ | _ | |a UNRESTRICTED |
| 980 | _ | _ | |a VDB |
| 980 | _ | _ | |a phd |
| Library | Collection | CLSMajor | CLSMinor | Language | Author |
|---|