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Microplasticity and macroplasticity behavior of additively manufactured Al-Mg-Sc-Zr alloys: In-situ experiment and modeling

Zhang, Xingxing und Bauer, Peter-Philipp und Lutz, Andreas und Wielenberg, Christoph und Palm, Frank und GAN, W.M. und Maawad, Emad (2023) Microplasticity and macroplasticity behavior of additively manufactured Al-Mg-Sc-Zr alloys: In-situ experiment and modeling. International Journal of Plasticity. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijplas.2023.103659. ISSN 0749-6419.

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3MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0749641923001456

Kurzfassung

Understanding and controlling the performance of additively manufactured aluminum alloys containing scandium (Sc) and zirconium (Zr) elements heavily relies on knowledge of their microplasticity and macroplasticity behavior. However, this aspect has received very little attention. In this investigation, we examined the microplasticity and macroplasticity behavior of additively manufactured Al-Mg-Sc-Zr alloys before and after aging, using in-situ synchrotron X-ray diffraction and full-field crystal plasticity modeling. Our study provides a quantitative assessment of the transitions from elasticity to microplasticity and then to macroplasticity and analyzes the development of the initial microstructure, particularly the dislocations. We constructed crystal plasticity fast-Fourier-transform models based on dislocation densities. The predicted evolutions of macroscopic stress-strain curves, lattice strains, and dislocation densities agree with in-situ measurements. The present findings provide deep insights into controlling the performance of AM Al-Mg-Sc-Zr alloys. Besides, the micromechanical model developed in this investigation paves the way for predicting the microplasticity and macroplasticity behavior of various metallic materials.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/196685/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Microplasticity and macroplasticity behavior of additively manufactured Al-Mg-Sc-Zr alloys: In-situ experiment and modeling
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Zhang, Xingxingxxzhang (at) ihep.ac.cnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bauer, Peter-PhilippPeter-Philipp.Bauer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6327-0890NICHT SPEZIFIZIERT
Lutz, AndreasMercedes Benz AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wielenberg, ChristophPremium AEROTEC GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Palm, FrankAirbus Central Research & TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
GAN, W.M.Institute of Materials Physics, Helmholtz-Zentrum HereonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Maawad, EmadInstitute of Materials Physics, Helmholtz-Zentrum HereonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2023
Erschienen in:International Journal of Plasticity
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.ijplas.2023.103659
Verlag:Elsevier
ISSN:0749-6419
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Aluminum alloy; additive manufacturing; synchrotron X-ray diffraction; microplasticity; dislocation density; strain hardening mechanism; crystal plasticity
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturwerkstoffe und Bauweisen
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Metallische Strukturen und hybride Werkstoffsysteme
Hinterlegt von: Bauer, Peter-Philipp
Hinterlegt am:30 Aug 2023 08:15
Letzte Änderung:30 Aug 2023 08:15

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