Microstructure evolution during peritectic L + Al₆Mn(Fe) → α-Al + α-AlMnFeSi process in AlFeMnSi alloys

• Autorzy: Warmuzek M.

Warianty tytułu

PL

Ewolucja mikrostrukturalna podczas przemiany perytektycznej: L + Al₆Mn(Fe) → α-Al + α-AlMnFeSi w stopach AlFeMnSi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work, the course of peritectic L + AI₆Mn(Fe) → α-AI + α-AIMnFeSi transformation taking place in AlFeMnSi alloys was traced. The specific microstructural effects in the transformed primary phase areas were revealed and identified. The transformation product situated inside the primary preperitectic AI₆FeMn phase precipitates was identified as a lamellar mixture of the α-AIFeMnSi and α-AI phases, balanced volumetrically. The evolution of morphology in a peritectic α-AIMnFeSi phase observed in the examined specimens was related to the necessary exchange of components at interfaces, which are the site for nucleation and growth of transformation products. Both direction and range of the diffusion fluxes of individual components were identified. The distribution of transition metals between intermetallic phases during the progressing transformation was estimated and found to be related to both partition coefficient of components and alloy composition.

PL

W pracy przedstawiono przebieg przemiany perytektycznej L + Al₆Mn((Fe) → α-AI + α-AIMnFeSi. Przedstawiono zidentyfikowane, towarzyszące jej specyficzne efekty mikrostrukturalne w mikroobszarach przekształconej fazy pierwotnej. Produkt przemiany usytuowany w obrębie pierwotnego wydzielenia fazy Al₆FeMn stanowi mieszaninę faz α-AIFeMnSi i α-AI zbilansowaną objętościowo. Ewolucja morfologiczna fazy α-AIFeMnSi obserwowana w badanych próbkach została odniesiona do procesu wymiany składników między fazami na powierzchniach międzyfazowych, które są miejscem zarodkowania i wzrostu produktów przemiany. Zidentyfikowano kierunek i zakres strumienia dyfuzyjnego pierwiastków wchodzących w skład faz uczestniczących w przemianie. Oszacowano dystrybucję metali przejściowych pomiędzy fazy międzymetaliczne powstające w kolejnych stadiach krystalizacji w zależności od współczynnika podziału i składu stopu.

Słowa kluczowe

EN

aluminium alloy; intermetallic phase; transition metals; peritectic transformation; microstructure

PL

stopy aluminium; fazy międzymetaliczne; metale przejściowe; przemiana perytektyczna; mikrostruktura

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 51, z. 1
• Strony: 35--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Warmuzek M.

• Zespół Laboratoriów Badawczych, Instytut Odlewnictwa, Kraków

Bibliografia

• 1. Yong Du et al.: AThermodynamic description of the Al.-Mn-Si system over the entire composition and temperature ranges, Met. and Mat. Transactions A, 2004, Vol. 35, No. 5, pp. 1613-1626.
• 2. Phragmen G.: On the phases occurring in alloys of aluminium with copper, magnesium, manganese, iron, and silicon, Journal of the Institute of Metals, 1950, Vol. 77, pp. 489-552.
• 3. Barlock J.G., Mondolfo L: Structure of some aluminium-iron-magnesium-manganese-silicon alloys, Z. Metallkunde, 1975, Vol. 66, pp. 605-611.
• 4. Balitchev E., Jantzen T, Hurtado I., Neuschuts D.: Thermodynamic assesment of the quaternary system Al.-Fe-Mn-Si in the Al.-rich corner, Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry, 2003, Vol. 27, No. 3, pp. 275-278.
• 5. Yong Du at al.: Thermodynamic description of the Al.-Fe-Mg-Mn-Si system and investigation of microstructure and microsegregation during directional solidification of an Al.-Fe-Mg-Mn-Si alloy, Z. Metallkunde, 2005, Vol. 96, pp. 1351-1362.
• 6. Backerud L., Krol E.,Tamminen J.: Solidification Characteristics of Aluminium Alloys. Volume 1: Wrought Alloys, Skanaluminium, Oslo, 1986.
• 7. Alexander D.T.L., Greer A.L: Solid state intermetallic phase transformations in 3XXX aluminium alloys, Acta Mat., 2002, Vol. 50, No. 10, pp. 2571-2583.
• 8. Alexander D.T.L et al.: Study of intermetallic phase transformations in 3XXX alloys using diffusion couples, Materials Science Forum, 2002, Vols. 396-402, 681-686.
• 9. Alexander D.T.L., GreerA.L: Nucleation of the Al6(Fe,Mn)-to-α-Al(Fe,Mn)-Si transformation in 3XXX aluminium alloys. II. Transformation in cast aluminium alloys, Phil. Mag., 2004, Vol. 84, No. 28, pp. 3071-3083.
• 10. Alexander D.T.L., GreerA.L.: Nucleation of the Al6(Fe,Mn)-to-α-Al(Fe,Mn)-Si transformation in 3XXX aluminium alloys. I. Roll-bonded diffusion couples, Phil. Mag., 2004, Vol. 84, No. 28, pp. 3051-3071.
• 11. Li Y.J., Arnberg L.: A eutectoid transformation for the primary intermetallic particle from Alm(Fe.Mn) to Al3(Fe,Mn) in AA5182, Acta Mat., 2004, Vol. 52, No. 10, pp. 2945-2952.
• 12. St. John D.H., Hogan L.M.: The peritectic transformation, Acta Met., 1977, Vol. 25, No. 10, pp. 77-81.
• 13. Sartell J.A., Mack D.J.: The mechanism of peritectic reactions, Journal of Institute of Metals, 93, (1964-65), pp. 19-24.
• 14. Fredriksson H., Nylén T: Mechanism of peritectic reactions and transformations, Journal of Metal Science, 1982, Vol. 16, No. 6, pp. 283-294
• 15. Warmuzek M., Mrówka G., Sieniawski J.: Influence of heat treatment on the precipitation of the intermetallic phases in commercial AlMn1FeSi alloy, J. Mat. Proc. Tech., 2004, Vol. 157-158C, pp. 624-626.
• 16. Warmuzek M., Gazda A.: An analysis of cooling rate influence on the sequence of intermetallic phases precipitation in some commercial aluminium alloys, J. of Analytical Atomic Spectrometry, 1999, Vol. 14, pp. 535-537.
• 17. Jasna B., BonderekZ., Warmuzek M.: Intermetallic phases formed in Al.-Fe-X-Si alloys (where X-Mn, Cu). Proc. of the 14th Conference on Applied Crystallography, Cieszyn, 22-26 August, 1994.
• 18. Watanabe H., Ohori K., Takeushi Y: Phasenumwandlung in AlMn1Mg1-Legierungen bei gesteigerten Temperaturen, Aluminium, 1984, Vol. 60, pp. 373-376.
• 19. Jeniski R.A., Thanaboonsombut B., Sanders T.H.: The effect of iron and manganese on the recrystallization behavior of hot-rolled and solution-heat-treated aluminium alloy 6013, Met. and Mat. Trans. A, 1996, Vol. 27A, No. 1, pp. 19-27.
• 20. Kaczyński J., Prowans S.: Podstawy teoretyczne metaloznawstwa, Wyd. Śląsk, Katowice, 1972.
• 21. Aguiar M.R., Caram R.: Lamellar spacing selection in a directionally solidified Sn-Se eutectic alloy, J. of Cryst. Growth, 1997, Vol. 174, No. 1-4, pp. 70-75.
• 22. Fraś E.: Krystalizacja metali i stopów, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa, 1992.
• 23. Donnadieu D. et al.: Alpha-phase particles in 6XXX aluminium alloys, Proc. 4th International Conference on Aluminum Alloys, USA, Atlanta, 11-16 September 1994, pp. 668-675.
• 24. Jackson K.A., Hunt J.D.: Lamellar and rod eutectic growth, Trans. Met. Soc. AIME, 1966, No. 236, pp. 1129-1142.
• 25. Nicol A.D.I.: The structure of MnAl6, Acta Cryst., 1953, Vol. 6, No 3, 285-293.