Odkształcalność w podwyższonej temperaturze krystalizowanych kierunkowo stopów na osnowie fazy Ni3Al.

• Autorzy: Wierzbiński S. , Czeppe T.

Warianty tytułu

EN

Deformability of directionally solidified Ni3Al-based alloys at elevated temperatures.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano wpływ dodatków stopowych na odkształcalność i ewolucję struktury w kierunkowo krystalizowanych stopach na osnowie fazy Ni3Al. Dodatek do związku międzymetalicznego Ni3Al takich pierwiastków, jak chrom (8 % at.) i żelazo (2 % at.) względnie chrom (5 % at.) i tytan (5 % at.) umożliwiał plastyczne formowanie stopów NiAlCrFe oraz NiAlCrTi w ograniczonym zakresie temperatur i prędkości odkształcania. Sekwencje zmian strukturalnych w kierunkowo krystalizowanych stopach o strukturze NiAlCrFe-płytkowej i NiAlCrTi-dendrytycznej skorelowano z charakterystykami mechanicznymi (sigma-epsilon) wysokotemperaturowego odkształcania, uzyskanymi w testach ściskania. Zidentyfikowano dwa zakresy umocnienia na krzywych naprężenie-odkształcenie, które opisano równaniem Hollomona sigma=K epsilon do potęgi n-tej. Przeprowadzono na wybranych próbkach obserwacje mikrostruktury na różnych poziomach odkształcenia, jak również określono skład chemiczny i fazowy poszczególnych elementów struktury. Typowa struktura w stanie po krystalizacji kierunkowej zawierała dobrze uporządkowane, rozmieszczone w równych odstępach płytki lub dendryty, które ulegały stopniowej degradacji w procesie wysokotemperaturowego odkształcania. Wysoka wytrzymałość stopów w zakresie temperatur 800-900 K dla stopu NiAlCrFe oraz 1100-1200 K dla stopu NiAlCrTi przesądza o przydatności tych stopów na elementy maszyn pracujące w podwyższonych temperaturach.

EN

The influence of chromium, iron and titanium additions on the deformability and structure evolution of directionally solidified Ni3Al alloys was investigated. The addition of such elements like chromium (8 at. %) and iron (2 at. %) or chromium (5 at. %) and titanium (5 at. %) to the Ni3Al intermetallic compound enables plastic deformation of the alloys within a limited range of temperatures and strain rates. The sequences of structural changes of directionally solidified alloys with NiAlCrFe-lamellar and NiAlCrTi-dendritic structures have been correlated with mechanical characteristics (sigma-epsilon) investigated in high temperature compression tests. Two ranges of work hardening have been identified on the stress-strain curves described by the Hollomon equation sigma=K epsilon to the power n. Microstructural observation at different strain levels as well as analysis of the chemical and phase compositions of the particular components of structure were carried out for selected samples. The typical microstructure of as-grown alloys consisted of well-aligned and equally spaced lamellae or dendrites which undergo gradual degradation during high temperature deformation. The high strength of the alloys at the range of temperatures 800-900 K for the NiAlCrFe alloy and 1100-1200 K for the NiAlCrTi alloy is promising in terms of their application prospects for elements of instruments designed for use in high temperatures.

Słowa kluczowe

PL

odkształcalność; stopy krystalizowane kierunkowo; struktura; skład chemiczny; skład fazowy; odkształcanie wysokotemperaturowe; mikrostruktura

EN

deformability; directionally solidified alloys; structure; chemical composition; phase composition; high temperature deformation; microstructure

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2001
• Tom: R. XXII, nr 1
• Strony: 28--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Wierzbiński S.

• Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN w Krakowie

autor

Czeppe T.

• Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN w Krakowie

• Polska Akademia Nauk, Kraków

Bibliografia

• [1] Aoki K., Izumi O.: Improvement in Room Temperature Ductility of the L12 type Intermetalhc Compound N13AI by Boron Addition. J. Jpn. Inst. Met. 43 (1979), 1190-1196
• [2] Yan W., Jones I. P., Smallman R. E.: The Effect of Boron Dopant on Dislocation Configurations in Polycrystalline Ni3Al, Scripta Met. Mat. 21(1987), 1511-1515
• [3] Liu C. T., White C. L., Horton J. A.: Effect of Boron on Grain-Boundaries in Ni3al. Acta Metali. 33 (1985), 213-229
• [4] Gottstein G., Nagpal P., Kim W.: Recrystallization and Texture in Boron-doped Ni3Al. Mat. Sci. Eng. A108 (1989), 165-179
• [5] Huang S. C., Hall E. L., Chang K.-M., Laforce R. P.: L12 Type Ni-Al-C Allys Processed by Rapid Solidification. Met. Trans. A.17 (1986), 1685-1692
• [6] Wright R. N., Knibloe J. R.: The Influence of Alloying on the Microstructure and Mechanical Properties of P/M N13AI. Acta Metall. Mater. 38 (1990), 1993-2001
• [7] Lapin J., Ivan J.: Effect of Shape Variations on the Structure and Crystallograohy of Directionally Solidified γ/γ’-α Eutectic Composites. Scripta Met. Mat. 33 (1995), 391-397
• [8] Lapin J. Delannay F.: Analysis of Steady-State Creep and Creep Fracture of Directionally Solidified Eutectic γ/γ’-α Alloy. Metall. And Mat. Trans. A, 26 A (1995), 2053-2062
• [9] Lapin J.: Effect of Ageing on the Microstructure and Behaviour of a Directionally Solidified Ni3Al-based AlIoy. Intermetallics, 5 (1997) 615-624
• [10] Lapin J., Wierzbiński S., Pelachowa T.; Microstructural Stability Hardness and Compressive Behaviour of Directionally Solidified Intermetallic Ni3Al-based Alloy with γ/γ’-α Structure. Intermetallics, 7 (1999), 705-715
• [11] Wierzbiński S., Lapin J., Czeppe T.; High Temperature Deformation Behaviour of a Directionally Solidified Ni3Al-based Alloy. Archiv. Metall. 44 (1999), 221-237
• [12] Czeppe T., Wierzbiński S.: Structure and Mechanical Properties of NiAl and Ni3Al-based Alloys. Journal of Mechanical Sciences, 42 (2000), 1499-1518