Crystallization of Fe-Based Bulk Amorphous Alloys

• Autorzy: Błoch K. , Dośpiał M. , Garus S.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0001

Warianty tytułu

PL

Krystalizacja masywnych stopów amorficznych na bazie żelaza

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this paper is to present the results of crystallization studies for the bulk amorphous (Fe_0.61Co_0.10Zr_0.025Hf_0.025 Ti_0.02W_0.02B_0.20)₉₈Y₂, Fe₆₁Co₁₀Ti_xY₆B₂₀, Fe₆₁Co₁₀Ti₂Y₇B₂₀ alloys. The crystallization of the alloys was studied by differential scanning calorimetry (DSC). The amorphicity of the investigated alloys in the as-quenched state was testified using Mossbauer spectroscopy, X-ray diffractometry and transmission electron microscopy. Moreover, X-ray diffractometry was applied to structure investigations of partially crystallized samples. The crystallization process in the investigated alloys occurs in one or two stages. Two peaks in the DSC curves can be overlapped or well separated indicating the complex crystallization processes. From X-ray diffraction we have stated that in both types of devitrification the crystalline phase can be ascribed to the α-FeCo. In the first stage the crystalline grains seem to grow from the nuclei frozen in the samples during the rapid quenching, whereas in the second one both the growth of the existed grains and creation of new ones during annealing may occur.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań krystalizacji masywnych stopów amorficznych (Fe_0.61Co_0.10Zr_0.025Hf_0.025 Ti_0.02W_0.02B_0.20)₉₈Y₂, Fe₆₁Co₁₀Ti_xY₆B₂₀, Fe₆₁Co₁₀Ti₂Y₇B₂₀ w postaci prętów. Krystalizację tych stopów badano wykorzystując skaningowy kalorymetr różnicowy (DSC). Amorficzność próbek w stanie po zestaleniu została zbadana przy użyciu spektroskopii Mössbauera, dyfrakcji promieni Röntgena oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Ponadto, dyfrakcję promieni X użyto do badań próbek częściowo skrystalizowanych. Na podstawie badań z wykorzystaniem DSC stwierdzono, że krystalizacja może przebiegać w jednym lub w dwóch etapach. Piki na krzywych DSC odpowiadające tym dwóm etapom mogą być położone blisko siebie lub wyraźnie rozdzielone. Pierwsze maksimum odpowiada tworzeniu się ziaren α-FeCo z zarodków powstałych podczas produkcji stopu, drugie natomiast związane jest z procesem tworzenia się ziaren fazy krystalicznej α-FeCo z zarodków powstałych podczas wygrzewania i rozrostem wcześniej powstałych ziaren.

Słowa kluczowe

EN

bulk amorphous alloys; differential scanning calorimetry (DSC); X-ray diffractometry; transmission electron microscopy; Mössbauer spectroscopy

PL

masywne stopy amorficzne; skaningowy kalorymetr różnicowy; dyfraktometria rentgenowska; elektronowy mikroskop transmisyjny; spektroskopia Mössbauera

• 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: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 1
• Strony: 7--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykresy

Twórcy

autor

Błoch K.

• Institute of Physics, Czestochowa University of Technology, 19 Armii Krajowej Av., 42-200 Częstochowa, Poland

autor

Dośpiał M.

• Institute of Physics, Czestochowa University of Technology, 19 Armii Krajowej Av., 42-200 Częstochowa, Poland

autor

Garus S.

• Institute of Physics, Czestochowa University of Technology, 19 Armii Krajowej Av., 42-200 Częstochowa, Poland

Bibliografia

• [1] A. Inoue, Stabilization of metallic supercooled liquid and bulk amorphous alloys. Acta Mater. 48, 279-306 (2000).
• [2] C. Y. Lin, T. S. Chin, Soft magnetic (Fe, M)-Y-B(M = Co or Ni) bulk magnetic glasses. J. Alloys Compd 437, 191-196 (2007).
• [3] K. Sobczyk, J. Swierczek, J. Gondro, J. Zbroszczyk, W. H. Ciurzyńska, J. Olszewski, P. Brągiel, M. Nabiałek, Mi-crostructure and some magnetic properties of bulk amorphous (Fe 0.61 Co 0.10 Zr 0.025 Hf 0.025 Ti 0.02 W 0.02 B 0.20) 100-x Y x (x=0, 2, 3 or 4) alloys, J. Magn. Magn. Mater. 324 (4), 540-549 (2012).
• [4] A. Inoue, Bulk amorphous alloys: Preparation and fundamental characteristic. Mater. Sci. Fundations 6, Trans Tech Publications, 1-116 (1998).
• [5] J. Zbroszczyk, J. Olszewski, W. Ciurzyńska, M. Nabiałek, P. Pawlik, M. Hasiak, A. Łukiewska, K. Perduta, Glass-forming ability and magnetic properties of bulk Fe61Co10Zr2.5Hf2.5W4-yMeyB20 (y = 0 or 2, Me = Mo, Ti) alloys. J. Magn. Magn. Mater. 304, 724-726 (2006).
• [6] A. Łukiewska, J. Zbroszczyk, M. Nabialek, J. Olszewski, J. Swierczek, W. Ciurzyńska, K. Sobczyk, M. Dospial, Low and high magnetic field properties of nanocrys-talline Fe59Co15Zr2Y4Nb5B15 rods, Arch. Metall. Mater. 53 (3), 881-886 (2008).
• [7] J. Zbroszczyk, P. Brągiel, M. Nabiałek, W. H. Ciurzyńska, J. Swierczek, A. Łukiewska, K. Sobczyk, Microstructure and magnetic behaviour of bulk amorphous (Fe 0.61 Co 0.10 Zr 0.025 Hf 0.025 Ti 0.02 W 0.02 B 0.20) 100-x Y x (x = 0 or 2) alloys, J. Phys.: Conf. Ser. 79, 012029 (2007).
• [8] Z. M. Stadnik, Ö. Rapp., V. Srinivas, J. Saida, A. Inoue, Mössbauer and transport studies of amorphous and icosahe-dral Zr-Ni-Cu-Ag-Al alloys. J. Phys.: Condens. Matter 14, 6883-6896 (2002).
• [9] H. Bińczycka, S. Schneider, P. Schaff, Mössbauer effect and x-ray diffraction study of Zr-Ti-Cu-Ni-Be bulk metallic glasses. J. Phys.: Condens. Matter 15 (6), 945-955 (2003).
• [10] R. C. O'Handley, Physics of ferromagnetic amorphous alloys. J. Appl. Phys. 62, R15-R49 (1987).
• [11] J. Gondro, J. Zbroszczyk, W. Ciurzyńska, J. Olszewski, M. Nabiałek, K. Sobczyk, J. Swierczek, A. Łukiewska, Structure and soft magnetic properties of bulk amorphous (Fe0.61Co0.10Zr0.025W0.02Hf0.025Ti0.02B0.20)96Y4 al-loy, Arch. Metall. Mater. 55 (1), 85-90 (2010).
• [12] J. Olszewski, J. Zbroszczyk, M. Hasiak, J. Kaleta, M. Nabiałek, P Bragiel, K. Sobczyk, A. Łukiewska, Microstructure and magnetic properties of Fe-Co-Nd-Y-B alloys obtained by suction casting method, J. Rare Earths 27 (4), 680-683 (2009).