Bachelor's Thesis

Accumulation of fatigue damage in pure magnesium

Final Thesis 2.51 MB

Author of thesis: Bc. Milan Muránsky

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Stanislava Fintová, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Róbert Jankových, CSc.

Abstract:

The presented bachelor's thesis focuses on characterizing the localization of cyclic plastic
deformation in pure magnesium in correlation with its hexagonal close-packed (HCP) lattice.
Flawless surface preparation of the samples is a critical prerequisite for the accurate monitoring
of these deformation processes and fatigue damage. Conventional mechanical grinding deforms
the surface, creates a Beilby layer, and leaves sharp scratches that act as stress concentrators
and completely mask real microscopic phenomena. Therefore, the experimental part compares
three approaches to the final surface treatment of fatigue specimens: mechanical grinding,
chemical etching, and electrolytic polishing. Surface quality and texture are evaluated
quantitatively using coherent interferometry and qualitatively via light and scanning electron
microscopy (SEM). The results confirmed that optimized electrolytic polishing is the most
suitable method, as it successfully eliminates the deformed Beilby layer and rounds the sharp
edges of the scratches without creating critical stress concentrators, even though interferometric
measurements indicate the highest areal roughness values for this surface. The surface prepared
in this way allows for the exact characterization of grain orientation using the EBSD method
and the reliable monitoring of the natural development of slip bands during low-cycle fatigue
tests.

Keywords:

pure magnesium , cyclic plastic deformation , surface texture , electrolytic polishing , scanning
electron microscopy (SEM) , interferometry , material fatigue

Date of defence

08.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Študent komisii prezentuje tému svojej práce, rozoberá jej ciele. Nadväzuje svojím riešením, prezentovaním výsledkov a vyvodením záverov. Následne sú prečítané posudky vedúceho práce a oponenta. Študent odpovedá na dve otázky oponenta. Prebieha diskusia a študent odpovedá na položené otázky: Akou metodikou ste stanovali neistotu typu A a neistotu typu B? Zodpovedanie otázky: áno. Akým spôsobom riešite kumuláciu únavového poškodenia? Zodpovedanie otázky: áno. Aká veľká je analyzovaná vzorka (plocha vzorky)? Zodpovedanie otázky: áno. Akou metódou by sa merali dislokačné pásy na vzorke? Zodpovedanie otázky: áno.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Quality, Reliability and Safety (KSB)

Composition of Committee

Ing. Aleš Polzer, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Róbert Jankových, CSc. (předseda)
doc. Ing. Petr Blecha, Ph.D., FEng. (místopředseda)
Ing. Tomáš Marek, Ph.D. (člen)
Ing. Vendula Sámelová, Ph.D. (člen)
Ing. Luboš Kotek, Ph.D. (člen)

Predložená práca sa zameriava na stanovenie metodiky prípravy povrchu s kvalitou vhodnou pre následnú analýzu lokalizácie cyklickej plastickej deformácie a vývoj povrchového reliéfu pri únavových skúškach. Študent použil niekoľko métod prípravy povrchu od mechanického brúsenia a leštenia, cez leptanie a elektrolytickú prípravu. Následne pripravené povrchy pozoroval pomocou svetelnej mikroskopie, hodnotil textúru povrchu s použitím koherentnej interferometrie a participoval na pozorovaní pomocou riadkovacieho elektrónového mikroskopu, keby bola hodnotená aj kryštalografická orientácia jednotlivých zŕn pomocou EBSD, čím bola preukázaná dostatočná kvalita pripraveného povrchu. 
Práca priniesla poznatky o vhodnej metodike prípravy povrchu vzoriek horčíka určených pre únavové skúšky a zároveň analyzovateľných pomocou elektrónovej mikroskopie, pričom horčík, ako reaktívny prvok, je na prípravu povrchu bez oxidovej vrstvy znemožňujúcej niektoré analýzy náročný. Rovnako je dôležitý aj výsledok, že hoci hodnotenie textúry ukázalo leptanie ako najlepší spôsob prípravy (bola dosiahnutá najnižšia drsnosť povrchu), pre analýzy povrchu pomocou elektrónovej mikroskopie sa ako najlepší ukázal povrch získaný elektrolytickým leštením. 

Študent pracoval relatívne samostatne a venoval sa problematike. Väčšinu experimentov vykonával sám, pričom externú pomoc využil iba pri elektrolytickom leštení vzoriek a práci na elektrónovom mikroskope. Samostatne vyhodnotil a spracoval výsledky a pokúsil sa ich diskutovať vo vzťahu k cieľom práce. Preukázal schopnosť samostatnej a systematickej práce. 
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions B
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout B
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations B
Student's independence when working on the topic B

Grade proposed by supervisor: A

Bakalářská práce Milana Muránského odpovídá zadání. Práci považuji za původní a pro praxi přínosnou.

Metodika splnění cílů práce je správná. Student prokázal schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich správné závěry. Cíle práce byly v průběhu textu postupně analyzovány a plněny.

Hodnocená práce prokazuje způsobilost studenta samostatně pracovat a řešit praktické problémy v oblasti analýzy únavového poškození čistého hořčíku.

Práce je logicky rozdělena do „Úvodu“, „Motivace“, tří hlavních kapitol, „Diskuse“ a „Závěru“. Všechny kapitoly jsou úplné a přehledné. Jednotlivé části práce na sebe přirozeně navazují a dokumentují postup řešení i míru splnění jednotlivých cílů práce. Pro větší průkaznost doporučuji při obhajobě vhodným způsobem představit rozsah a výsledky provedených měření.

Hlavním přínosem bakalářské práce je návrh, ověření a optimalizace metodiky metalografické přípravy vzorků technicky čistého hořčíku s využitím jejich hodnocení pomocí zvolených parametrů textury. Metodika rovněž zahrnuje hodnocení vzorků pomocí světelné a skenovací elektronové mikroskopie.

Po formální stránce je hodnocená práce zpracována na dobré úrovni, avšak s vyšším počtem věcných, gramatických, formulačních nebo formálních nedostatků. Za zbytečné chyby lze označit především nedodržování jednotného systému formátování odstavců a mezer mezi textem a kapitolami (str. 21, 28, 30 atd.), nesprávný odkaz na obr. na str. 28, nepřesný popis obr. 10 (nejde o znázornění tvaru, ale základního/primárního profilu). Odkazy na normy na str. 27 nejsou úplné, chybí seznam použitých symbolů a systém citování se liší od vzoru na ÚVSSR.

Student při zpracování práce vychází z doporučené literatury, kterou iniciativně doplnil o další vhodné publikace. Vlastní text je tvůrčím způsobem obohacen o řadu myšlenek a jako celek logicky propojen. Citace jsou formálně uvedeny správně, takže není obtížné rozlišit převzatý a původní text.

Výsledek práce prokázal, že autor má potřebné zkušenosti s prací s technickou literaturou v oblasti řešené problematiky. Práce jako celek představuje publikaci, která může být připuštěna k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment B
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions B
Applicability of results in practice or theory B
Logical arrangement of thesis and its layout C
Grafic layout, used style and language level B
Work with used sources including quotations A
Topics for thesis defence:
  1. Objasněte systém filtrování pro výpočet profilových a plošných parametrů textury. Uveďte správné názvy parametrů v tab. 1-3.
  2. Navrhněte možné pokračování Vaší práce.

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová