Τα τελευταία χρόνια, τα υψηλής απόδοσης Al -Mg κράματα που τροποποιήθηκαν από τα SC/ZR (δηλαδή AL - MG - SC - ZR κράματα, Scalmalloy®) έχουν προσελκύσει εκτεταμένη προσοχή από τους ερευνητές, ειδικά στον τομέα της παραγωγής προσθέτων. Μεταξύ αυτών, η προσθήκη SC υπερβαίνει συνήθως 0 6%, και οι ακριβές πρώτες ύλες αυξάνουν σημαντικά το κόστος παραγωγής, το οποίο έχει καταστεί το κύριο εμπόδιο στην ανάπτυξη τέτοιων κραμάτων. Με βάση αυτό το υπόβαθρο, σε αυτή τη μελέτη, τα σωματίδια SC, ZR και TIB₂ εισήχθησαν ταυτόχρονα στη μήτρα Al -Mg. Ο σκοπός ήταν να χρησιμοποιηθεί η ετερογενής δομή για να αντικατασταθεί μέρος του περιεχομένου SC και να προετοιμαστεί υψηλής απόδοσης με βάση τα κράματα που βασίζονται σε MG με ελεγχόμενες μικροδομές μειώνοντας παράλληλα το κόστος.
Μέσα από μια σειρά από πειράματα και αναλύσεις, έχουμε τα ακόλουθα ευρήματα: κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θερμής παραμόρφωσης, η σφαιρική AL₃ (SC, ZR) κατακρημνίζει με μέγεθος 5 - 10 nm και μια διασκορπισμένη κατανομή που διαδραματίζει ένα zener pinning ρόλο για τις διαλύσεις, η οποία αυξάνει το ποσοστό των ορίων της γωνίας χαμηλής γωνίας. Εν τω μεταξύ, η εισαγωγή των σωματιδίων TIB₂ προκαλεί την επίδραση που διεγείρεται με σωματίδια (PSN), η οποία επιταχύνει τη διαδικασία DRX και βελτιώνει τη μικροδομή, αυξάνοντας περαιτέρω το περιεχόμενο LAGBS και το ποσοστό της συνεχούς δυναμικής αποκαταστάσεως (CDRX). Επιπλέον, η προσθήκη του TIB₂ αποδυναμώνει σημαντικά την ανισοτροπία του υλικού, αναστέλλει την ανάπτυξη των κόκκων DRX, διευρύνοντας έτσι το επόμενο παράθυρο επεξεργασίας και παρέχοντας περισσότερες πιθανές εφαρμογές για το υλικό.
Από την άποψη της μικροδομής, λαμβάνοντας τα αποτελέσματα EBSD ως παράδειγμα, οι κόκκοι του δείγματος ΜΟ αποτελούνται από επιμήκη παραμορφωμένους κόκκους και εξοργισμένους κόκκους και οι Lagbs υπάρχουν στους παραμορφωμένους κόκκους. Μετά την προσθήκη σωματιδίων TIB₂, οι LAGBs στην αύξηση του δείγματος MSZT και η αναλογία DRX αυξάνεται επίσης. Από την άποψη της υφής, τα σωματίδια Tib₂ και το AL₃ (SC, ZR) κατακρημνίζονται όχι μόνο επηρεάζουν τη μορφολογία των κόκκων αλλά και προκαλούν αλλαγές υφής. Για παράδειγμα, η αναλογία {111} υφή στο δείγμα MSZ φθάνει το 88,8%, ενώ η ένταση υφής {111} στο δείγμα MSZT είναι ασθενέστερη. Όσον αφορά τις μηχανικές ιδιότητες, η δομή των κόκκων του παρασκευασμένου κράματος εξευγενίζεται και η ανισοτροπία του υλικού μειώνεται σημαντικά. Για παράδειγμα, η τελική αντοχή εφελκυσμού (UTS) και η αντοχή απόδοσης (YS) του δείγματος MSZT αυξάνονται κατά 26,2% και 40,9% αντίστοιχα σε σύγκριση με τη μήτρα και η ολκιμότητα φθάνει το 16,6%, δείχνοντας μια εξαιρετική ισορροπία μεταξύ αντοχής και ολκιμότητας. Η ενίσχυση των ορίων, η ενίσχυση της εξάρθρωσης και η ενίσχυση του Orowan είναι οι κύριοι μηχανισμοί ενίσχυσης, που αντιπροσωπεύουν το 22,4%, 24,9% και 52,7% αντίστοιχα.
Συνοπτικά, η εισαγωγή του Trace SC/ZR/TIB₂ έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ανακρυστάλλωση και την ενίσχυση της συμπεριφοράς των κραμάτων Al -Mg μέσω της συνεργιστικής επίδρασης πολλαπλών μηχανισμών, παρέχοντας νέες ιδέες και μεθόδους για την παραγωγή προϊόντων υψηλής απόδοσης αλουμινίου.