Badania właściwości spieków ODS o osnowie Fe40Al

• Autorzy: Durejko T. , Zarański Z. , Sulej S.

Warianty tytułu

EN

Investigation of mechanical properties of ODS Fe40Al sinters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Materiał do badań uzyskano, wykorzystując autorski proces technologiczny, nawiązujący do metalurgii proszków. Mieszaninę proszków żelaza i aluminium z jednoprocentowym wagowo dodatkiem nanometrycznego Al2O3 prasowano/spiekano wstępnie pod obciążeniem statycznym i cyklicznie zmiennym, a następnie spiekano swobodnie w celu uzyskania jednorodnej struktury FeAl. Wsad przed spiekaniem homogenizowano w młynie kulowym. W prezentowanym opracowaniu przeanalizowano wpływ granulacji wsadu wejściowego i rodzaju obciążenia (statyczne i cyklicznie zmienne) na właściwości wytrzymałościowe spieków. Wraz ze wzrastającą szerokością przedziału wymiarowego wsadu wzrasta granica wytrzymałości na ściskanie badanych spieków. Zmiany parametru Rc wynikające ze zmiany rodzaju ciśnienia prasowania są w tym przypadku statystycznie nieistotne. Obserwuje się natomiast jego wyraźny wpływ na wartość odkształcenia względnego Ac. Odkształcenie próbek, wykonanych z proszków o tej samej granulacji, spiekanych z udziałem obciążenia statycznego jest około 10% wyższe niż dla dogęszczanych ciśnieniem cyklicznie zmiennym. Poszerzenie przedziału wymiarowego - wsad poniżej 38 žm - umożliwia odkształcanie spieków do poziomu 42% przy wartości 37% dla frakcji 40+/-38 žm. Dla próbek wykonanych z proszków z przedziału 53+/-38 žm zaobserwowano spadek plastyczności do wartości 34%. Optimum wytrzymałościowe uzyskano dla spieków wykonanych z proszków o frakcji poniżej 38 žm spiekanych z udziałem obciążenia statycznego. Dla tego przypadku zarejestrowano poziom naprężeń niszczących równy 2482 MPa przy odkształceniu względnym 42%.

EN

The iron aluminides FeAl have been among the most widely investigated intermetallics. For example, they have relatively Iow density, high stiffness, and excellent resistance to oxidation and corrosion at elevated temperature. Their major disadvantages is the susceptibility to environmental embrittlement at room temperature, very poor strength and creep resistance above 600°C. This problem can be partially solved by microalloying and oxide dispersion strengthening (ODS). Oxide dispersion strengthening (ODS) iron aluminides alloys based on FeAl have been formed by two stages sintering process. The elemental iron and aluminum powders with addition of nanometer size Al2O3 (1 wt.%) were mixed together to give a composition of Fe-40 at.% Al by ball milling. Three variants of powders mixture size: 40+/38, 53+/-38, < 38 žm were used. The initial stage of manufacturing was mechanical forming of prepared mixture by pressing at elevated temperature. Two value of cyclic pressure frcquency was used - static version (0 Hz) and 40 Hz. Second stage of manufacturing led to change of chemically and structurally heterogencous pre-sintered materials into homogeneous Fe40Al-based intermetallics. Changes in mechanical properties of sintered materials were studied. The essential strength parameters of intermetallic sinters were calculated on the base of stress-strain compression curves. Influence of mixture powders size on compression strength and equivalent strain was analysed. It was stated that size of powders influence on sinters compression strength. With increase powders dimensionally range increase value of Rc too. Samples obtained from < 38 žm powders, Consolidated by static pressure have the highest strength of the order of 2482 MPa at 42% strain. Kind of used loading has a negligible effect on sinter strength. However, cyclic loading decrease in plastic deformation. Decrcase about ten percent in equivalent strain was observed for all variants.

Słowa kluczowe

PL

faza międzymetaliczna Fe40AI; spiek ODS; oxide dispersion-strengthened; statyczna próba ściskania

EN

Fe40Al intermetallics phase; ODS; oxide dispersion-strengthened sinters; compression test

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 5, nr 2
• Strony: 39--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Durejko T.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Zarański Z.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Sulej S.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Bibliografia

• [1] Bystrzycki J., Varin R. A., Iron aluminide (FeAl) intermetallics for power generation industries, 9th CIMTEC, Symposium VII - Innovative Materials in Advanced Energy Technologies, ed. P. Vincenzini, Florence, Italy, Techna Srl, 1999, 267-272.
• [2] Maziasz P.J., Alexander D.J., Wright J.L., Processing and alloying effects on tensile and impact properties of FeAl alloys, Mater. Sci. Eng. 1998, A258, 276-284.
• [3] Liu C.T., Stringer J., Mundy J.N., Norton L.L., Angelini P., Ordered intermetallic alloys: an assessment, Intermetallics 1997, 5, 579-595.
• [4] Bystrzycki J., Varin R.A., Enviromental sensitivity and mechanical behavior of boron-doped Fe45at.% Al intermetallic in the temperature range from 77 to 1000 K, Mater. Sci. Eng. 1999, A270, 151-161.
• [5] Garcia Oca C., Munoz-Morris M.A., Morris D.G., High temperature structural coarsening of an ODS FeAl intermetallic, Intermetallics 2003, 11, 425-434.
• [6] Wolski K., Thevenot T., Le Coze J., Effect of nanometric oxide dispersion on creep resistance of ODS-FeAl prepared by mechanical alloying, Intermetallics 1996, 4, 299-307.
• [7] Durejko T., Bojar Z., FeAl-based intermetallics materials obtained by modified method of pressing at elevated temperature, Kompozyty (Composites) 2002, 2, 5, 323-327.
• [8] Durejko T., Wpływ parametrów spiekania na morfologię fazy zbrojącej Al2O3 w spiekach na osnowie fazy FeAl, XXXII Szkoła Inżynierii Materiałowej, Kraków-Krynica, 28 września-1 października 2004, 465-470.
• [9] Przetakiewicz W., Durejko T., Bojar Z., Bystrzycki J., Sintering of Fe-Al elemental powders under cyclic loading, Mass and Charge Transport in Inorganic Materials 2003, 341-348.