Microstructural changes in magnesium alloy Mg-Zn-REE after irradiation with nanosecond laser pulses

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article presents the results of studies of the structure and composition of the surface and near-surface layers of the Mg–Y–Zn–Nd–Yb–Zr alloy system with a long-period phase after irradiation with nanosecond laser pulses using electron microscopy and energy-dispersive X-ray microanalysis. It is shown that in a two-phase alloy, a layer of nanocrystalline MgO with a thickness from 5 nm to hundreds of nm is formed on the surface in the α-Mg matrix region. A recrystallized layer of columnar crystallites with a thickness of about 1 μm and a lateral size of 0.2–1 μm with inclusions of cubic MgO is formed under it. In the area of the intermetallic compound (phase Mg12YZn–REE type 18R), a three-layer amorphous-crystalline structure is formed: an amorphous layer 15–20 nm thick on the surface, under it a crystalline layer of columnar crystallites 0.1–0.3 μm thick and with lateral dimensions of 0.1–0.5 μm, then an amorphous layer of intermetallic compound about 1 μm thick.

About the authors

A. L. Vasiliev

National Research Center “Kurchatov Institute”; Togliatti State University; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: a.vasiliev56@gmail.com
Russian Federation, Moscow; Togliatti; Dolgoprudny

M. M. Krishtal

Togliatti State University

Email: a.vasiliev56@gmail.com
Russian Federation, Togliatti

Y. V. Grigoriev

National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: a.vasiliev56@gmail.com
Russian Federation, Moscow

A. V. Polunin

Togliatti State University

Email: a.vasiliev56@gmail.com
Russian Federation, Togliatti

A. O. Rodin

National University of Science and Technology MISIS

Email: a.vasiliev56@gmail.com
Russian Federation, Moscow

Y. R. Kolobov

Togliatti State University; Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: a.vasiliev56@gmail.com
Russian Federation, Togliatti; Chernogolovka, Moscow Region

References

  1. Фролов К.В. Машиностроение: энциклопедия. Т. II-3. Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы. М.: Машиностроение, 2001. 879 c.
  2. Альтман М.Б., Антипова А.П., Блохина А.П. и др. Металловедение магния и его сплавов. Области применения. М.: Металлургия, 1978. Т. 2. 237 c.
  3. Петров А.А., Сперанский К.А. // Тр. ВИАМ. 2021. № 10 (104). С. 12. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2021-0-10-12-27
  4. Мостяев И.В. // Тр. ВИАМ. 2015. № 7. С. 8. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2015-0-7-3-3
  5. Фролов А.В., Мухина И.Ю., Леонов А. А. и др. // Тр. ВИАМ. 2016. № 3 (39). С. 23. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2016-0-3-3-3
  6. Поповски Ю., Папиров И.И., Шокуров В.С. и др. Патент RU2418878C2. Магниевый сплав с улучшенным сочетанием механических и коррозионных характеристик. 2010.
  7. Лукьянова Е.А. Дис. “Исследование магниевых сплавов с редкоземельными металлами для создания новых легких конструкционных материалов”… канд. тех. наук. М.: ИМЕТ РАН, 2014.
  8. Arun K.S., Rajesh R.J., Jithu K.G. et al. // J. Mater. Eng. Perform. 2022. V. 32. P. 2840. https://doi.org/10.1007/s11665-022-07213-5
  9. Jiang P., Blawert C., Zheludkevich M.L. // Corros. Mater. Degrad. 2020. V. 1. P. 92. https://doi.org/10.3390/cmd1010007
  10. Yamasaki M., Hayashi N., Izumi S., Kawamura Y. // Corrosion Sci. 2009. V. 49. P. 255. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2006.05.017
  11. Wan D., Sun Y., Xue Y. et al. // China Foundry. 2024. V. 21. № 11. P. 634. https://doi.org/10.1007/s41230-024-3174-y
  12. Abdel Gawad M., Usman C.A., Shunmugasamy V.C. et al. // J. Magnes. Alloy. 2022. V. 10. № 6. P. 1542. https://doi.org/10.1016/j.jma.2021.11.025
  13. Li C.Q., Xu D.K., Zeng Z.R. et al. // Mater. Des. 2017. V. 121. P. 430. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2017.02.078
  14. Pałgan D., Dobkowska A., Zielińska A. et al. // Crystals. 2022. V. 12. P. 1723. https://doi.org/10.3390/cryst12121723
  15. Wang Y., Zhang Y., Wang P. et al. // J. Mater. Res. Technol. 2020. V. 9. № 3. P. 7087. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.05.048
  16. Zhang S., Jiang J., Zou X. et al. // Front. Chem. 2022. V. 10. P. 1. https://doi.org/10.3389/fchem.2022.999630
  17. Wu S., Huang J., Fang J. et al. // Surf. Coat. Technol. 2023. V. 470. Р. 129870. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2023.129870
  18. Li L., Yan D., Zou T. et al. // J. Alloys Compd. 2024. V. 1004. P. 175728. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.175728
  19. Божко С.А., Манохин С.С., Колобова Е.Г., Колобов Ю.Р. Патент RU 2691154 C1. Способ формирования коррозионно-устойчивого слоя на поверхности магниевых деформируемых сплавов. 11.06.2019.
  20. Cheretaeva A.O., Glukhov P.A., Shafeev M.R. et al. // Chimica Techno Acta. 2023. V. 10. № 2. 202310212. https://doi.org/10.15826/chimtech.2023.10.2.12
  21. Schimmel H.G., Huot J., Chapon L.C. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2005. V. 127. № 41. P. 14348. https://doi.org/10.1021/ja051508a
  22. Tsirel'son V.G., Avilov A.S., Abramov et al. // Acta Cryst. B. 1998. V. 54. P. 8. https://doi.org/10.1107/S0108768197008963
  23. Itoi T., Seimiya T., Kawamura Y., Hirohashi M. // Scripta Mater. 2004. V. 51. № 2. Р. 107. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2004.04.003
  24. Петров А.А., Сперанский К.А. // Тр. ВИАМ. 2021. № 11 (105). С. 12. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2021-0-11-12-24
  25. Li X.Y., Guo Y.F., Mao Y. et al. // Int. J. Plast. 2022. V. 158. P. 103437. https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2022.103437
  26. Zhao S., Xu Y., Lin X. et al. // J. Mater. Res. Technol. 2022. V. 18. P. 461. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.02.066
  27. Malik A., Yangwei W., Huanwu C. et al. // Vacuum. 2019. V. 168. P. 108810. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2019.108810
  28. Malik A., Yangwei W., Huanwu C. et al. // J. Mater. Res. Technol. 2019. V. 8. P. 3475. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.06.018
  29. Busk R.S. // JOM. 1950. V. 2. P. 1460. https://doi.org/10.1007/BF03399173

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».