Investigation of microstructure, mechanical properties, and corrosion resistance of AZ91-Ca alloy after friction stir back extrusion

ABSTRACT

The influence of friction stir back extrusion speed on microstructure evolution, mechanical properties, and corrosion resistance of AZ91-0.6 wt.% Ca alloy was investigated. The friction stir back extrusion was performed using a rotational speed of 800 rpm and extrusion speed of 20–80 mm/min. It was found that after friction stir back extrusion, coarse α-Mg dendrites with continuous secondary phase network at the grain boundary of the cast microstructure turned to equiaxed microstructure with uniform distribution of secondary phase particles. Increasing the extrusion speed from 20 to 60 mm/min decreased grain size from 26.1 ± 2.3 to 22.3 ± 1.9 μm. Although, with decreasing extrusion speed from 60 to 20 mm/min, the texture parameter of the basal and prismatic planes reduced, and the texture parameter of the pyramidal planes increased, a dominant texture was not formed in the extruded samples. The ultimate tensile strength value increased from 375.1 ± 7.45 MPa to 396.1 ± 11.31 MPa by increasing the extrusion speed from 20 to 60 mm/min. The yield strength, ultimate tensile strength, and corrosion resistance of the wires extruded by an extrusion speed of 60 mm/min and rotational speed of 800 rpm have increased by 71, 88, and 44%, respectively, compared to the as-cast base metal.

On a étudié l’influence de la vitesse d’extrusion avec friction-malaxage sur l’évolution de la microstructure, les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion de l’alliage AZ91-0.6% Ca. On a effectué l’extrusion avec friction-malaxage en utilisant une vitesse de rotation de 800 tr/min et une vitesse d’extrusion de 20 à 80 mm/min. Après l’extrusion avec friction-malaxage, on a constaté que les dendrites Mg-α grossières avec un réseau de phase secondaire continu à la limite des grains de la microstructure coulée se sont changées en une microstructure équiaxe avec une distribution uniforme des particules de la phase secondaire. L’augmentation de la vitesse d’extrusion de 20 à 60 mm/min a diminué la taille des grains de 26.1±2.3 à 22.3±1.9 μm. Bien que les fils extrudés montrent une quantité de phase bêta inférieure à celle du métal de base de brut de coulée, la réduction de la vitesse d’extrusion de 60 à 20 mm/min a augmenté la teneur en phase bêta. Bien que, avec la diminution de la vitesse d’extrusion de 60 à 20 mm/min, le paramètre de texture des plans basaux et prismatiques ait diminué et que le paramètre de texture des plans pyramidaux ait augmenté, une texture dominante ne s’est pas formée dans les échantillons extrudés. La valeur de la résistance à la traction a augmenté de 375.1±7.45 MPa à 396.1±11.31 MPa en augmentant la vitesse d’extrusion de 20 à 60 mm/min. La limite d’élasticité, la résistance à la traction et la résistance à la corrosion des fils extrudés à une vitesse d’extrusion de 60 mm/min et à une vitesse de rotation de 800 tr/min ont respectivement augmenté de 71, 88 et 44% par rapport au métal de base de brut de coulée.

KEYWORDS:

• Friction stir back extrusion
• AZ91-Ca alloy
• microstructure evolution
• mechanical properties
• corrosion behaviour

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