Magnesium alloys and their applications

Cover Page......Page 1
Further Titles of Interest:......Page 3
Title: Magnesium Alloys and their Applications......Page 4
ISBN 3527302824......Page 5
Preface......Page 6
Alloy Development......Page 7
Texture and Microstructure......Page 9
Magnesium Matrix Composites......Page 10
Mechanical Development......Page 11
Corrosion and Surface Treatment......Page 13
Processing......Page 15
Creep Behaviour......Page 17
Subject Index......Page 18
Alloy Development......Page 19
2 Die Casting......Page 21
3 Thixomolding®......Page 23
4 Critical Success Factors for Growth......Page 24
5 Observations and Conclusions......Page 25
6 References......Page 26
2 Database Development......Page 27
3 Alloy Selection in the Mg-Mn-Sc-Gd System......Page 29
6 References......Page 31
1 Introduction......Page 32
1 High Performance Alloys......Page 33
2 Commercial Alloys......Page 35
3 Practical Foundry Considerations......Page 38
5 References......Page 39
1 Introduction......Page 41
2 Method of Investigation......Page 42
3 Material Properties......Page 43
5 Acknowledgements......Page 45
6 Literature......Page 46
1 Introduction......Page 47
2 Preparation of Test Material and Corrosion Testing......Page 48
3 Mechanical Properties and Castability......Page 49
5 Conclusion......Page 50
6 References......Page 51
4 Results and Discussion......Page 53
5 Conclusion......Page 57
7 References......Page 58
2 Introduction......Page 59
4 Modified Wrought Alloys Containing Zinc......Page 60
5 New Wrought Alloys Containing Lithium......Page 61
8 References......Page 63
2 Experimental Procedures......Page 65
3 Results and Discussion......Page 66
4 Conclusions......Page 69
5 References......Page 70
1 Introduction......Page 71
3 Results and Discussion......Page 72
4 Conclusions......Page 75
5 References......Page 76
2 Experimental Procedure......Page 77
3 Results and Discussion......Page 78
5 References......Page 82
1 Introduction......Page 83
2 Materials and Experimental Procedure......Page 84
3 Results......Page 85
4 Discussion......Page 88
6 References:......Page 89
2 Introduction......Page 91
3 Experimental Details......Page 92
4 Results......Page 93
5 Discussion......Page 94
6 Conclusion......Page 95
7 References......Page 96
2 Thermodynamic Calculation of the Ternary System Al-Mg-Sc......Page 97
3 Thermodynamic Calculation of the Ternary System Al-Mg-Gd......Page 99
6 References......Page 101
2 Experimental Investigation......Page 102
3 Thermodynamic Modeling......Page 104
6 References......Page 105
2 Experimental Investigation......Page 106
3 Thermodynamic Modeling......Page 108
6 References......Page 109
2 Results and Discussion......Page 110
3 Conclusions......Page 114
5 References......Page 115
2 Thermodynamic Calculations......Page 116
3 Experimental......Page 118
5 Conclusion......Page 119
7 References......Page 120
2 Experimental Procedure......Page 121
3 Results and Discussion......Page 122
4 Conclusion......Page 126
6 References......Page 127
2 Experimental Procedure......Page 128
3 Results and Discussion......Page 129
6 References......Page 133
Texture and Microstructure......Page 135
1 Introduction......Page 137
2.1 Mechanical Test Results......Page 138
4 References......Page 142
3 Sample Preparation......Page 143
4 Experimental Details of Sample Characterization......Page 144
5 Results......Page 145
7 References......Page 148
2 Experimental Procedure......Page 149
3 Results and Discussion......Page 150
5 References......Page 154
2 Experimental and Results......Page 155
4 Discussion......Page 158
6 References......Page 159
2 Experimental Methods......Page 161
3 Results and Discussion......Page 162
5 Acknowledgments......Page 165
6 References......Page 166
2 Experimental Procedure......Page 167
3 Results and Discussion......Page 168
4 Conclusions......Page 171
6 References......Page 172
2 Introduction......Page 173
4 Simulation Models......Page 174
5 Results and Discussion......Page 176
7 References......Page 178
3 Materials and Experimental Methods......Page 179
4 Results and Discussion......Page 180
6 Acknowledgements......Page 184
7 References......Page 185
Magnesium Applications in Aerospace and Electronic Industries......Page 186
Joining......Page 191
2 Introduction......Page 193
3 State of the Art Friction Stir Welding Tools......Page 194
4 Probe and Shoulder Design of Whorl™ Friction Stir Welding Tools......Page 195
5 Workpiece Materials......Page 197
6 Weld Quality......Page 198
7 Microstructure of Friction Stir Welds in Magnesium......Page 200
8 Friction Stir Welded Aluminium Tanks in the Aerospace Industry......Page 202
9 Friction Stir Welded Aluminium Panels in the Shipbuilding Industry......Page 203
11 Friction Stir Welded Hollow Aluminium Panels in the Rolling Stock Industry......Page 205
12 Commercially Available Powerstir™ and SuperStir™ Machines......Page 206
14 References......Page 207
3 Basic Observation......Page 209
4 TheMechanism of Pore Formation......Page 211
5 The influence of the Welding Parameters......Page 212
6 Reduced Porosity Compared to Die-casted Aluminium......Page 213
7 Influence of the Plate Thickness......Page 214
8 Other Pore ReductionMethods......Page 215
10 Acknowledgment......Page 216
11 References......Page 217
3 Inert-gas Metal-arc Welding (MIG)......Page 218
4 Metallographic Investigations and Weld Profile......Page 220
5 Strength of MIG-welded Magnesium Alloys......Page 221
7 References......Page 222
Magnesium Matrix Composites......Page 223
2 Inserts......Page 225
3 Embedding of Inserts......Page 227
4 Modeling......Page 228
6 Conclusions......Page 230
8 References......Page 231
2 Introduction......Page 233
3 Experimental......Page 234
4 Results and Discussion......Page 235
6 Acknowledgements......Page 237
7 References......Page 238
2 Introduction......Page 239
3 Experimental Procedures......Page 240
4 Results and Discussion......Page 241
5 Conclusions......Page 245
6 Reference......Page 246
2 Experimental Procedure......Page 247
3 Experimental Results and Discussion......Page 248
6 References......Page 251
1 Introduction......Page 252
2 Experimental Materials and Procedures......Page 253
3 Results and Discussion......Page 254
6 References......Page 256
1 Introduction......Page 258
3 Chemical Reactions Between Preform and Magnesium......Page 259
4 Structure Investigations......Page 260
6 Creep-Behaviour of Magnesium Matrix Composites......Page 261
8 Literature......Page 262
1 Introduction......Page 264
3 Results and Discussion......Page 265
6 References......Page 268
1 Introduction......Page 270
3 Investigation Results......Page 271
5 References......Page 274
2 Experimental Procedure......Page 275
3 Result and Discussions......Page 276
5 References......Page 280
2 Materials......Page 281
3 Dynamic Compression Tests......Page 282
4 Fractography......Page 284
6 References......Page 285
Mechanical Development......Page 287
2 Electrochemical Behavior......Page 289
4 Corrosion Protection......Page 290
5 References......Page 291
2 Experimental Method......Page 292
3 Results......Page 293
4 Discussion......Page 295
5 Conclusions......Page 296
6 References......Page 297
2 Experimental Procedure......Page 298
3 Results and Discussion......Page 299
5 Acknowledgments......Page 301
6 References......Page 302
2 Experimental Procedure......Page 303
3 Results and Discussion......Page 304
5 References......Page 308
2 Feedstock Material......Page 309
3 Heating Operation......Page 310
5 Testing Operation......Page 311
6 Results......Page 312
8 References......Page 313
2 Determination of Material Properties......Page 314
3 Verification Tests......Page 317
4 Summary......Page 320
5 References......Page 321
2 Materials and Mechanical Properties......Page 322
3 Fatigue Test Results and Comparison with other Materials......Page 324
4 Conclusions......Page 328
5 Acknowledgement......Page 329
2 Introduction......Page 330
4 Results and Discussion......Page 331
6 References......Page 335
2 Precipitate Phases in Alloy WE54......Page 336
3 Precipitates in Alloy AZ91......Page 338
4 References......Page 341
2 Material Behaviour at High Strain Rates and Temperatures......Page 342
3 Constitutive Material Law for Dynamic Loading......Page 343
4 Influence of Strain Rate and Temperature on Ductility of MgAl8Zn......Page 345
6 References......Page 347
3 Experimental Details......Page 348
4 Results and Discussion......Page 350
7 References......Page 353
2 Introduction......Page 354
3 Experimental Procedure......Page 355
4 Results and Discussion......Page 356
5 Conclusions......Page 358
6 References......Page 359
2 Superplasticity......Page 360
3 Experimental Procedure......Page 361
4 Results......Page 363
6 References......Page 365
2 Experimental......Page 366
3 Results and Discussion......Page 367
5 Acknowledgements......Page 370
6 References......Page 371
2 Experimental Procedure......Page 372
3 Results and Discussion......Page 373
5 References......Page 376
1 Introduction......Page 377
2 Characterization of the Deformation and Damage Behavior......Page 378
3 Component Tests and Simulations......Page 381
5 References......Page 382
1 Extended Abstract......Page 383
2 USCAR Program......Page 384
3 EUCAR Chassis Program......Page 385
Application......Page 389
2 Basic Knowledge......Page 391
3 Drilling......Page 392
4 Compression of Dry Chips......Page 395
5 Summary / Outlook......Page 396
6 Literature......Page 397
2 Introduction......Page 398
3 Preliminary Design, Material Selection and FEM Analyses......Page 399
4 Prototype Casting Process Development......Page 400
5 Prototype Static, Impact and Fatigue Tests......Page 402
6 Summary......Page 403
7 References......Page 404
2 The Starting Point......Page 405
5 Selection of Development Partners......Page 406
6 Selected Development Priorities......Page 407
8 Outlook......Page 408
2. Wheel Engineering......Page 409
3. Alloy Selection......Page 410
4. Manufacturing......Page 411
5. Conclusion......Page 413
Acknowledgement......Page 414
3 Cost and Weight Saving......Page 415
6 References......Page 419
Cast Magnesium Alloys For Wide Application......Page 420
2 Cutting Experiments......Page 424
3 Burnishing Experiments......Page 427
5 Acknowledgement......Page 428
6 References......Page 429
1 Introduction......Page 430
2 Mechanisms of Tool Wear......Page 431
3 ToolWear......Page 432
4 Surface Topography and Subsurface Zone......Page 434
5 References......Page 435
3 Effects on Properties......Page 436
5 References......Page 440
Corrosion and Surface Treatment......Page 441
2 Experimental Results......Page 443
3 Discussion......Page 447
6 References......Page 448
2 Experimental......Page 450
3 Results......Page 451
5 Conclusion......Page 455
6 References......Page 456
1 Introduction......Page 457
3 Results and Discussion......Page 458
4 Conclusions......Page 461
6 References......Page 462
2 Experimental Procedures......Page 463
3 Results and Discussion......Page 464
5 References......Page 468
2 Introduction......Page 469
3 Molten Handling......Page 470
4 Casting Knock-out and Cleaning......Page 472
5 Casting Storage/Temporary Protection......Page 473
7 References......Page 474
2 Introduction......Page 475
3 Experimental Procedure......Page 476
4 Results and Discussion......Page 477
5 Summary......Page 479
6 References......Page 480
Introduction......Page 481
Experimental......Page 482
Results and Discussion......Page 483
References......Page 486
2 Experimental......Page 487
3 Adhesive Bonding Tests......Page 488
4 Results and Discussion......Page 489
5 Conclusions......Page 491
7 References......Page 492
3 Material......Page 493
4 Development of Alternative Conversions......Page 494
5 Characterisation......Page 495
8 Bibliography......Page 501
2 Introduction......Page 502
3 The R&D ANOMAG Pilot Plant......Page 504
5 Corrosion and Paint Adhesion Test......Page 506
6 Costs......Page 508
8 Bibliography......Page 509
1 Introduction......Page 510
2 Paint Finish for Automotive Bodies......Page 511
3 Experimental Work......Page 512
4 Conclusion......Page 515
5 References......Page 516
1 Introduction......Page 517
3 Results and Discussion......Page 519
4 Conclusions......Page 522
5 References......Page 523
2 Experimental......Page 524
3 Results and Discussion......Page 527
6 References......Page 531
1 Introduction......Page 532
2 Experimental procedures......Page 533
3 Results and Discussion......Page 534
5 References......Page 536
2 Experimentals......Page 537
3 Results......Page 538
5 Conclusions......Page 541
6 References......Page 542
Introduction......Page 543
Experimental......Page 544
Results and Discussion......Page 545
References......Page 547
Processing......Page 549
2 The New Rheocasting (NRC) Process......Page 551
3 Microstructural Considerations and Mechanical Properties......Page 554
6 References......Page 556
2 Design Considerations......Page 558
3 Input Data......Page 560
4 Summary......Page 564
5 References......Page 565
2 Simulation in the Design Process of a Magnesium Wheel......Page 566
4 Simulation of the Start Design......Page 567
5 Optimization of Casting Design and Casting Process......Page 569
6 Summary......Page 570
2 Introduction......Page 571
3 A new Device for Magnesium Low Pressure Sand Casting......Page 572
4 Development Results......Page 573
5 Thin-walled Parts......Page 574
7 Conclusion......Page 575
2 Introduction......Page 576
3 Determination of Material Parameters......Page 578
4 Discussion......Page 579
6 References......Page 580
1 Introduction......Page 582
2 Continuous Casting Technology......Page 583
4 Conclusion......Page 587
6 References......Page 588
2 Experimental Procedures......Page 589
3 Results and Discussion......Page 590
6 References......Page 593
1 Introduction......Page 595
2 Injection Cycle......Page 596
3 Semi–Solid Magnesium Influences the Processing Conditions......Page 597
4 Molds......Page 598
5 MoldedParts......Page 599
6 Summary......Page 600
8 References......Page 601
2 Introduction......Page 602
4 Results......Page 603
5 Conclusions......Page 606
7 References......Page 607
2 Introduction......Page 608
4 Fundamentals and Results......Page 609
5 Applications......Page 612
7 References......Page 613
2 Production of the Investigated Alloys......Page 614
3 Results and Discussion......Page 615
4 Conclusions......Page 618
5 Literature......Page 619
2 Wrought Magnesium Alloys......Page 620
3 Magnesium Section Technology......Page 621
4 Magnesium Sheet Technology......Page 623
5 Summary and Outlook......Page 625
6 Literature......Page 626
2 The Principles of Hydrostatic Extrusion......Page 627
4 Mechanical Proerties and Micro Structure......Page 629
5 Feasibility of Hydrostatic Extrusion......Page 631
2 Properties of the Tested Sheet Materials......Page 633
4 Deep Drawing Tests of Cylindrical Cups at Room Temperature......Page 635
5 Drawing and Press Bending of Structural Components......Page 637
7 References......Page 638
2 Material – Original Microstructure – Experimental......Page 639
3 Hot Forming Behavior of Mg Material AZ 61......Page 641
4 Cold Forming Behavior of Mg Material AZ 61......Page 642
5 Results of Rolling Tests......Page 643
7 References......Page 645
2 Literature Review......Page 646
3 Research Methodology......Page 648
4 Results......Page 649
5 Discussion......Page 651
7 References......Page 652
2 Experimental Procedure......Page 653
3 Results and Discussion......Page 654
4 References......Page 656
1 Introduction......Page 657
2 Compression Test Simulation under Dynamic Loading......Page 658
3 Conclusions......Page 661
5 References......Page 662
2 Experimental......Page 663
3 Results and Discussion......Page 664
6 References......Page 667
2 Experimental Procedures......Page 669
3 Results and Discussion......Page 670
4 Conclusions......Page 673
6 References......Page 674
Physical Properties......Page 675
2 Experimental Procedure......Page 677
3 Experimental Results and Discussion......Page 678
4 Conclusions......Page 681
6 References......Page 682
3 Experimental Part......Page 683
4 Results and Discussion......Page 684
6 Acknowledgements......Page 687
7 References......Page 688
2 Introduction......Page 689
3 Experimental Procedure......Page 690
4 Results and Discussion......Page 691
6 References......Page 694
2 Introduction......Page 696
3 Experimental Procedure......Page 697
4 Results and Discussion......Page 698
5 Conclusions......Page 700
7 References......Page 701
Creep Behaviour......Page 703
2 Results......Page 705
3 Discussion of the Tension/Compression Asymmetry......Page 707
4 Acknowledgments......Page 709
5 References......Page 710
2 Experimental Procedure......Page 711
3 Microstructure......Page 712
4 Mechanical Properties......Page 713
5 Discussion......Page 715
7 References......Page 716
2 Experimental Procedures......Page 717
3 Results and Discussion......Page 718
6 References......Page 722
2 Experimental Procedure......Page 723
3 Results......Page 724
4 Discussion......Page 726
5 Conclusions......Page 727
6 References......Page 728
3 Experimental......Page 729
4 Results and Discussion......Page 730
6 References......Page 733
3 Experimental......Page 734
4 Experimental Results......Page 735
5 Discussion......Page 737
7 Acknowledgements......Page 738
8 References......Page 739
Recycling, Melting, Environmental......Page 741
1 General......Page 743
2 Casting methods......Page 744
4 Pre-heating and Charging Machine......Page 745
5 Melting and Holding Furnaces......Page 746
6 Furnace Design......Page 748
8 Protective Gas Mixing System (Figure 11)......Page 750
10 Practical Casting Operation......Page 752
11 Remelting Plants......Page 753
12 Summary......Page 756
2 Experimental......Page 757
3 Results and Discussion......Page 758
4 Conclusions......Page 762
5 References......Page 763
Experimental procedure......Page 764
Results......Page 765
Discussion......Page 767
Summary and Outlook......Page 768
References......Page 769
1 Introduction......Page 770
2 Melting of Dross and Sludge with Flux......Page 771
3 Utilization of the Oxide/Salt Fraction by Leaching......Page 774
5 Acknowledgement......Page 777
6 References......Page 778
2 Sulfur Hexafluoride and Sulfur Dioxide......Page 779
4 ReactionMechanisms......Page 780
5 Distribution and Control of the SO2 Gas Mixture......Page 781
6 Health, Environment and Safety (HES) Aspects......Page 782
8 Conclusions......Page 783
9 References......Page 784
2 Impurities inMagnesium......Page 785
3 Sources of Impurities......Page 786
4 Effects of Impurity Elements and Inclusions......Page 788
5 Recovery of Magnesium from Scrap......Page 791
7 References......Page 796
Simulation......Page 799
2 Applied Methods for Determination of the Solidification Curves of Magnesium AZ-Alloys......Page 801
3 Results......Page 802
4 Discussion......Page 804
5 Conclusions......Page 805
7 References......Page 806
Author Index (with page links, to the first page of the respecting article)......Page 807
Subject Index (with page links, to the first page of the respecting article)......Page 811