Structure and properties of Zn-Ti0.2-Cu0.15 single crystal containing eutectic precipitates

• Autorzy: Boczkal G.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2013-0120

Warianty tytułu

PL

Struktura i własności monokryształów Zn-Ti0.2-Cu0.15 zawierających wydzielenia eutektyczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Some structure observations for the Zn-Ti0.2Cu0.15 single crystal obtained by the Bridgman method are presented. The structure contains (Zn) - phase with inclusions of Zn₁₆Ti inter-metallic compound. The Zn₁₆Ti intermetallic compound is localized within the eutectic precipitates. A morphology of the Zn₁₆Ti compound varies according to the solidification condition imposed during the single crystal growth. The block, great size particles are a characteristic element for the alloy which composition is situated nearly the eutectic point in the phase diagram. These particles were not observed previously in the hypoeutectic Zn-Ti alloys. Mechanical properties of the obtained single crystals are also investigated. Critical resolved shear stress (CRSS) during deformation in a basal slip system (0001)<11-20>is determined. The changes of the CRSS for the Zn-Ti.0.2Cu0.15 single crystals within the range of temperatures from 200K to 370K are presented. The obtained data are compared with previously investigated results for the (Zn) single crystals containing lower (hypoeutectic) titanium addition.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań strukturalnych i mechanicznych monokryształów Zn-Ti0.2Cu0.15 otrzymanych metodą Bridgmana. Struktura badanego stopu składała się z monokrystalicznej osnowy - fazy (Zn) oraz cząstek fazy międzymetalicznej Zni₆Ti. Cząstki fazy międzymetalicznej Zn₁₆Ti zlokalizowane były wewnątrz eutektyki Morfologia fazy Znj₆H ulegała zmianom w zależności od warunków krystalizacji zastosowanych podczas wzrostu monokryształów. Blokowe cząstki o dużych rozmiarach stanowiły charakteiystyczny element struktury stopu o składzie zbliżonym do punktu eutektycznego na diagramie fazowym, i nie były wcześniej obserwowane dla monokryształów podeutektycznych stopów Zn-Ti oraz Zn-Ti-Cu. Zbadano własności mechaniczne otrzymanych monokryształów. Wyznaczono krytyczne naprężenie ścinające (KNŚ) osiągane podczas deformacji próbek w systemie łatwego poślizgu (0001 )< 11 -20>. KNŚ kiyształów Zn-Ti0.2Cu0.15 wyznaczane w za- kresie temperatury od 200K do 370K osiągało wartości odpowiednio od 12 MPa do 6 MPa. Uzyskane wyniki porównano z rezultatami wcześniejszych badań na monokryształach (Zn) z podeutektyczną zawartością tytanu.

Słowa kluczowe

EN

hexagonal single crystals; primary phase; eutectic precipitates

PL

monokryształy; faza podstawowa; własności eutektyczne

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 4
• Strony: 1019--1022
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Boczkal G.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Gustav E. R. Schulze, Metallphysik, Akademie-Verlag, Berlin (1974).
• [2] G. Boczkal, B. Mikułowski, I. Hunsche, C-G. Oertel, W. Skrotzki, Cryst. Res. Technol. 2, 135-140 (2008).
• [3] B. Mikułowski, G. Boczkal, Arch. Metall. Mater. 54, 197-203 (2009).
• [4] G. Boczkal, B. Mikułowski, I. Hunsche, C-G. Oertel, W. Skrotzki, Cryst. Res. Technol. 45, 111 (2010).
• [5] B. Sułkowski, R. Chulist, B. Beausir, W. Skrotzki, B. Mikułowski, Crystal Research and Technology 46, 439-442 (2010).
• [6] G. Boczkal, Materials Science Forum 674, 245-249 (2011).
• [7] G. Boczkal, B. Mikułowski, W. Wołczynski, Materials Science Forum 649, 113-118 (2010).
• [8] H. Okamoto, J. of Phase and Equilibria and Diffusion 29, 2, 211-212 (2008).
• [9] T. B. Massalski, Binary Alloy Phase Diagrams, editor: H. Okamoto, ASM International (1996).
• [10] E. A. Anderson, E. J. Boyle, P. W. Ramsey, Trans. AIME 156, 278 (1944).
• [11] J. A. Spittle, The Effect of Composition and Cooling Rate on the as Cast Microstructure of Zn Ti Alloys, Metallography 5, 423-447 (1972).
• [12] J. A. Spittle, Metallography 6, 115-121 (1973).
• [13] Von W. Heine, U. Zwicke r, Bd. 53, H.6 (1962).
• [14] G. A. Alers, J. R. Neighbours, The elastic constants of zinc between 4.2°and 670°K, J. of Phys and Chem of Solids 7, 1, 58-64 (1958).
• [15] C. W. Garland, R. Dalven, Elastic Constants of Zinc from 4.2Kto 77.6K, Phys.Rev. 111, 5, 1 (1958).
• [16] W. Wołczyński, Modelling of Transport Phenomena in Crystal Growth. Ed.: Szmyd J.S., Suzuki K., Southhampton, Boston, WIT Press (2000).
• [17] W. Wołczyński, Pattern Selection in Crystal Growth, Chapter 9 in the book: Modern Aspects of Bulk Crystal and Thin Film Preparation, pp. 187-212, ed. In Tech, eds N. Kolesnikov & E. Borisenko, Rijeka - Croatia (2012).
• [18] W. Wołczyński, Lamella / Rod Transformation as described by the Criterion of Minimum Entropy Production, International Journal of Thermodynamics 13, 35-42 (2010).
• [19] M. Saillard, G. Devele y, C. Becle, J. M. Moreau, D. Paccar d, The Structure of Zn Ti16, Act.Cryst. 37B, 224-226 (1981).
• [20] G. Boczkal, Modern Aspects of Bulk Crystal and Thin Film Preparation, Chapter 7, Edited by N. Kolesnikov and E. Borisenko, Published by In Tech, Rijeka, Croatia (2012).
• [21] B. Mikułowski, Strain Hardening of Zinc Monocrystals with Additions of Silver or Gallium, Metallurgy and Foundry Practice, Scientific Bulletin of Univ. of Mining and Metallurgy 96, Cracow (1982).
• [22] W. D. Lawson, S. Nielsen, Preparation of Single Crystals, Butterworths Scientific Pub. London (1958).