Solid solution strengthening of magnesium single crystals—ii the effect of solute on the ease of prismatic slip

Single crystals of Mg and a series of alloys containing Zn and Al solute have been deformed in tension over a range of temperatures in an orientation such as to induce first order {101̄0}〈112̄0〉 prismatic slip while suppressing both basal slip and {101̄2} twinning. At low temperatures the CRSS for prismatic slip decreases continuously with the addition of solute. At higher temperatures, however, the CRSS increases at low solute concentrations followed by a decrease at higher solute levels. The results can be best explained in terms of an increase in the athermal component and a decrease in the thermally activated component of the flow stress, with alloying. The observations also suggest that the decrease in the height of the Peierls' barrier, which is shown to be the rate controlling step in prismatic slip of Mg and its alloys, is not necessarily associated with a decrease in the axial ratio (ca) nor with the monovalent nature of the solute. Des monocristaux de magnésium et une série d'alliages contenant Zn et Al ont été déformés en traction à différentes températures et dans une direction choisie de façon à induire le glissement prismatique {101̄0}〈112̄0〉 du premier ordre pendant la suppression du glissement basai et du mâclago {101̄2} à la fois. Aux basses températures la cission critique pour le glissement prismatique diminue de façon continue avec l'addition de soluté. Aux températures élevées, cependant, la cission critique augmente ] vers les faibles concentrations en soluté puis diminue pour les concentrations en soluté plus fortes. Les résultats peuvent être interprétés de façon très satisfaisante à l'aide d'une augmentation de la composante athermique et d'une diminution de la composante activée thermiquement de la contrainte plastique en fonction de la composition de l'alliage. Les observations suggèrent aussi l'idée que la diminution de la hauteur de la barrière de Peierl, qui paraît contrôler la vitesse dans le glissement prismatique de Mg et de ses alliages, n'est pas nécessairement associée à la diminution du rapport (ca) ni à la nature monovalente du soluté. Magnesiumeinkristalle und eine Reihe Zn und Al enthaltender Legierungen wurden im Zugversuch bei verschiedenen Temperaturen und in einer Orientierung verformt, so daβ {10l̄0}〈112̄0〉-prismatisches Gleiten erster Ordnung induziert und sowohl Basisgleitung als auch {101̄2}-Zwillingsbildung unterdrückt wurde. Bei tiefen Temperaturen nimmt die kritische Schubspannung für prismatisches Gleiten mit der Zugabe der Legierungskomponente kontinuierlich ab. Bei höheren Temperaturen jedoch nimmt sie bei kleinen Konzentrationen der Legierungskomponente zu und bei gröβeren Konzentrationen ab. Die Ergebnisse können am besten mit einem Anwachsen der athermischen Komponente und einer Abnahme der thermisch aktivierten Komponente der Flieβspannung beim Zulegieren erklärt werden. Die Beobachtungen deuten darauf hin, daβ die als geschwindigkeitsbestimmender Schritt bei der prismatischen Gleitung in Magnesium und seinen Legierungen identifizierte Abnahme der Höhe des Peierls-Potentials weder notwendigerweise mit einer Abnahme des Achsenverhältnisses (ca) noch mit der Einwertigkeit der Legierungskomponente verbunden ist.