Constitutive description of creep behavior of Mg-4 Al-1Ca alloy

Abstract

Creep behavior of an advanced magnesium alloy AX41 (4 wt.% Al, 1 wt.% Ca, Mg balanced) was investigated in temperature interval from 343 to 673 K and stresses from 2 to 200 MPa. Compressive creep experiments with stepwise loading were used in order to obtain stress dependence of the creep rate in interval from 10~9 to 10~3 iT 1 fo r a given temperature. All stress dependences can be well described by the Garofalo sinh relationship with natural exponent n = 5. An analysis ofthe parameters of this relationship has shown that lattice diffusion controls creep at all experimental conditions. While climb-controlled creep mechanism is decisive at lower stresses and higher temperatures, glide-controlled mechanisms act at higher stresses and lower temperatures. A typical power-law breakdown is observed at intermediate stresses and temperatures.

Выполнены исследования ползучести оптимизированного магниевого сплава AX41 (4 вес.% Al, 1 вес.% Ca, Mg - баланс) в температурном диапазоне 343...673 K и уровнях напряжений 2...200 МПа. Были проведены испытания на ползучесть при ступенчатом нагружении сжимающей нагрузкой с целью определения зависимости скорости ползучести от напряжения в диапазоне 10-9...10-3 с-1 для данной температуры. Все вышеуказанные зависимости хорошо описывались уравнением Барафоло (типа sinh) с показателем степени n = 5. Анализ параметров этого уравнения показал, что ползучесть во всех проведенных экспериментах определяется диффузией решетки. При низких уровнях напряжений и высоких температурах определяющим является механизм восхождения, а при высоких уровнях напряжений и более низких температурах - механизм скольжения. В промежуточном диапазоне напряжений и температур наблюдается характерное отклонение экспериментальных точек от степенной зависимости.