Wytwarzanie materiałów na osnowie fazy Fe3Al techniką LENS

• Autorzy: Durejko T. , Łazińska M. , Przetakiewicz W.

Warianty tytułu

EN

Manufacturing of Fe3Al based materials using LENS method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Szeroka komercjalizacja i wdrożenie stopów na osnowie Fe 3Al do praktyki przemysłowej są istotnie ograniczone, głównie przez ich małą odporność na pełzanie powyżej 600°C. Poprawę tej właściwości można uzyskać między innymi przez umocnienie wydzieleniowe, tj. domieszkowanie Zr, Ta, Nb. Na szczególną uwagę w tym obszarze zasługuje materiał Fe-Al-Zr (Fe-30% Al-0,35% Zr-0,1% B). Niewielka ilość dodatku cyrkonu umożliwia tworzenie się dyspersyjnych cząstek (o wielkości ~100÷150 nm), w tym faz Lavesa Zr(Fe, Al)2, zwiększających istotnie odporność na pełzanie Fe3Al, która jest w tym przypadku zbliżona do żarowytrzymałego stopu IN-787. W prezentowanej pracy technikę LENS wykorzystano do kształtowania mikrostruktury (w tym morfologii wydzieleń cyrkonowych) stopu na osnowie fazy Fe3Al domieszkowanego cyrkonem i borem (Fe-30% Al-0,35% Zr-0,1% B), stosując w tym celu różne parametry technologiczne procesu nanoszenia. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że zaproponowana metoda wytwarzania umożliwia szybkie kształtowanie prostej lub złożonej geometrii wyrobu, zapewniając równocześnie szeroką kontrolę i możliwość precyzyjnego sterowania morfologią składników strukturalnych, w tym wydzieleń zwiększających odporność na pełzanie w podwyższonej temperaturze. Dla szybkości przemieszczania stołu roboczego powyżej 10 mm/s otrzymano próbki charakteryzujące się średnią wielkością ziaren Fe 3Al na poziomie 65 μm (tab. 2, rys. 8) oraz sferycznymi równomiernie rozmieszczonymi w objętości i na ich granicach wydzieleniami cyrkonowymi (w tym fazy Lavesa) o średnicy równoważnej rzędu 300 nm (tab. 3, rys. 9).

EN

The wide commercialization process of Fe3Al alloys is not completely possible because their creep properties above 600°C are not optimal for structural application. Current research is focused on improvement of high temperature mechanical properties of Fe 3Al with different methods. One of them is strengthening by incoherent precipitates which may be either formed due to addition of Zr, Ta or Nb. In this case special attention should be taken with regard to the Fe 3Al intermetallic alloy with Zr and B addition Fe-30% Al-0.35% Zr-0.1% B. Small amount of Zr leads to the formation of Fe-Zr precipitations which improves creep resistance at high temperature (comparable to creep resistance of IN-787 alloy). In this work the LENS method was applied to Fe-30% Al-0.35% Zr-0.1% B alloy microstructure shaping, especially precipitations morphology. During the deposition process different technological parameters were used. Finally, it was stated that proposed manufacturing method simultaneously makes possible shaping of simple or complex product geometry and accurate control morphology of structural components, especially Zr precipitations improved creep resistance of Fe3Al alloys. For travel speed greater than 10 mm/s obtained samples had an average grains size about 65 μm (Tab. 1, Fig. 8). The spherical precipitations were uniformly distributed into Fe 3Al intermetallics grains and along their boundaries at average size about 300 nm (Tab. 3, Fig. 9).

Słowa kluczowe

PL

faza Fe3Al; laserowe kształtowanie przyrostowe LENS; fazy Lavesa

EN

Fe3Al phase; Laser Engineering Net Shaping (LENS); Laves phases

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 5
• Strony: 353--357
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Durejko T.

• Wydział Nowych Technologii i Chemii, Wojskowa Akademia Techniczna

autor

Łazińska M.

• Wydział Nowych Technologii i Chemii, Wojskowa Akademia Techniczna

autor

Przetakiewicz W.

• Wydział Nowych Technologii i Chemii, Wojskowa Akademia Techniczna

Bibliografia

• [1] Liu C. T., Stringer J., Mundy J. H., Horton L. L., Angelini P.: Ordered intermetallics alloys: an assessment. Intermetallics 5 (1997) 579.
• [2] Palm M.: Concepts derived from phase diagram studies for strengthening of Fe-Al-based alloys. Intermetallics 13 (2005) 1286.
• [3] Morris D. G.: Possibilities for high-temperature strengthening in iron aluminides. Intermetallics 6 (1998) 753.
• [4] McKamey C. G., DeVan J. H., Tortorelli P. F., Sikka V. K.: A review of recent developments in Fe3Al-based alloys. J. Mat. Res. 8 (1991) 1779.
• [5] Morris D. G., Gutierez-Urrutia I., Munos-Morris M. A.: The high-temperature creep behavior of an Fe-Al-Zr alloy strengthened by intermetallic precipitates. Scripta Materialia 57 (2007) 449.
• [6] Przetakiewicz W., Durejko T., Bojar Z., Bystrzycki J.: Sintering of Fe-Al elemental powders under cyclic loading. Proceedings of the 2nd International Conference on Mass and Charge Transport in Inorganic Materials – CIMTEC 2002. Techna Srl (2003) 341.
• [7] Xiaoming Z., Jing C., Xin L., Weidong Huang: Study on microstructure and mechanical properties of laser rapid forming Inconel 718. Mat. Sci. and Eng. A 478 (2008) 119.
• [8] Ryś J.: Stereologia materiałów. Fotobit Design, Kraków (1995).