Published June 15, 2023
| Version v1
Publication
Open
Modelling and simulation of composition and mechanical properties of high entropy magnesium-based multicomponent alloy
- 1. Multimedia University of Kenya
- 2. Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology
Description
Abstract Magnesium alloys are high potential materials for application in the aerospace and automotive industries due to their lightweight properties. They can help to lower dead weight and fuel consumption to contribute to sustainability and efficiency. It is possible to achieve high specific strength and high stiffness of the alloys by varying compositions of alloying elements. Applications of magnesium are limited due to its low strength and relatively low stiffness. This research focuses on a recipe of multicomponent alloys of magnesium with varied percentages of Mg, Al, Cu, Mn and Zn obtained from literature and optimizes the percentage compositions to obtain high specific strength and specific stiffness. Relationships among percentage constituents of the alloy components are examined in Matlab R2022b using multiple linear regression. Optimization is achieved using genetic algorithm to determine the specific strengths and stiffness. The resulting optimal alloy component percentages by weight are used for microstructure simulation of thermodynamic properties, diffusion and phase transformations of proposed alloy is done in MatCalc software version 6.04. Results show potential for improved mechanical properties resulting from disordered structure in the high entropy magnesium alloy. Future research should focus on production and characterization of the proposed alloy.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
سبائك المغنيسيوم المجردة هي مواد ذات إمكانات عالية للتطبيق في صناعات الطيران والسيارات بسبب خصائصها خفيفة الوزن. يمكن أن تساعد في خفض الوزن الساكن واستهلاك الوقود للمساهمة في الاستدامة والكفاءة. من الممكن تحقيق قوة محددة عالية وصلابة عالية للسبائك من خلال تركيبات مختلفة من عناصر السبائك. تطبيقات المغنيسيوم محدودة بسبب قوته المنخفضة وصلابته المنخفضة نسبيًا. يركز هذا البحث على وصفة من سبائك المغنيسيوم متعددة المكونات بنسب مئوية متنوعة من Mg و Al و Cu و Mn و Zn التي تم الحصول عليها من الأدبيات ويحسن التراكيب المئوية للحصول على قوة محددة عالية وصلابة محددة. يتم فحص العلاقات بين مكونات النسبة المئوية لمكونات السبائك في Matlab R2022b باستخدام الانحدار الخطي المتعدد. يتم تحقيق التحسين باستخدام الخوارزمية الجينية لتحديد نقاط القوة والصلابة المحددة. يتم استخدام النسب المئوية لمكونات السبائك المثلى الناتجة بالوزن لمحاكاة البنية المجهرية للخصائص الديناميكية الحرارية، ويتم نشر وتحويلات الطور للسبائك المقترحة في برنامج MatCalc الإصدار 6.04. تظهر النتائج إمكانية تحسين الخواص الميكانيكية الناتجة عن البنية المضطربة في سبيكة المغنيسيوم عالية الإنتروبيا. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على إنتاج وتوصيف السبيكة المقترحة.Translated Description (French)
Résumé Les alliages de magnésium sont des matériaux à fort potentiel pour une application dans les industries aérospatiale et automobile en raison de leurs propriétés légères. Ils peuvent aider à réduire le poids mort et la consommation de carburant pour contribuer à la durabilité et à l'efficacité. Il est possible d'obtenir une résistance spécifique élevée et une rigidité élevée des alliages en faisant varier les compositions des éléments d'alliage. Les applications du magnésium sont limitées en raison de sa faible résistance et de sa rigidité relativement faible. Cette recherche se concentre sur une recette d'alliages multicomposants de magnésium avec des pourcentages variés de Mg, Al, Cu, Mn et Zn obtenus à partir de la littérature et optimise les compositions en pourcentage pour obtenir une résistance spécifique élevée et une rigidité spécifique. Les relations entre les constituants en pourcentage des composants de l'alliage sont examinées dans Matlab R2022b en utilisant une régression linéaire multiple. L'optimisation est réalisée à l'aide d'un algorithme génétique pour déterminer les forces et la rigidité spécifiques. Les pourcentages de composants d'alliage optimaux résultants en poids sont utilisés pour la simulation de microstructure des propriétés thermodynamiques, la diffusion et les transformations de phase de l'alliage proposé sont effectuées dans la version 6.04 du logiciel MatCalc. Les résultats montrent un potentiel d'amélioration des propriétés mécaniques résultant d'une structure désordonnée dans l'alliage de magnésium à haute entropie. Les recherches futures devraient se concentrer sur la production et la caractérisation de l'alliage proposé.Translated Description (Spanish)
Resumen Las aleaciones de magnesio son materiales de alto potencial para su aplicación en las industrias aeroespacial y automotriz debido a sus propiedades ligeras. Pueden ayudar a reducir el peso muerto y el consumo de combustible para contribuir a la sostenibilidad y la eficiencia. Es posible lograr una alta resistencia específica y una alta rigidez de las aleaciones variando las composiciones de los elementos de aleación. Las aplicaciones de magnesio son limitadas debido a su baja resistencia y rigidez relativamente baja. Esta investigación se centra en una receta de aleaciones multicomponente de magnesio con porcentajes variados de Mg, Al, Cu, Mn y Zn obtenidos de la literatura y optimiza las composiciones porcentuales para obtener alta resistencia específica y rigidez específica. Las relaciones entre los constituyentes porcentuales de los componentes de la aleación se examinan en Matlab R2022b utilizando regresión lineal múltiple. La optimización se logra utilizando un algoritmo genético para determinar las fortalezas y la rigidez específicas. Los porcentajes óptimos de componentes de aleación resultantes en peso se utilizan para la simulación de microestructura de propiedades termodinámicas, la difusión y las transformaciones de fase de la aleación propuesta se realizan en el software MatCalc versión 6.04. Los resultados muestran potencial para mejorar las propiedades mecánicas resultantes de la estructura desordenada en la aleación de magnesio de alta entropía. La investigación futura debe centrarse en la producción y caracterización de la aleación propuesta.Files
latest.pdf.pdf
Files
(875.8 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:51fa2e64ec552bd5d35fd2fb01ddea4a
|
875.8 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نمذجة ومحاكاة التركيب والخصائص الميكانيكية للسبائك متعددة المكونات عالية الإنتروبيا القائمة على المغنيسيوم
- Translated title (French)
- Modélisation et simulation de la composition et des propriétés mécaniques d'un alliage multicomposant à base de magnésium à haute entropie
- Translated title (Spanish)
- Modelado y simulación de la composición y las propiedades mecánicas de la aleación multicomponente a base de magnesio de alta entropía
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4380789362
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-3038568/v1
References
- https://openalex.org/W1989000372
- https://openalex.org/W2003423122
- https://openalex.org/W2088342672
- https://openalex.org/W2969449928
- https://openalex.org/W3134689998
- https://openalex.org/W3173478465
- https://openalex.org/W4206477522
- https://openalex.org/W4223547055
- https://openalex.org/W4281484965
- https://openalex.org/W4289784318
- https://openalex.org/W4294001156