Charakterystyka i zastosowania intermetali z układu Fe-Al

• Autorzy: Niewielski G. , Jabłońska M.

Warianty tytułu

EN

Characteristics and applications of the intermetallics on the Fe-Al base

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia przeglądowo krótką historię oraz charakterystykę materiałową stopów o osnowie faz międzymetalicznych, tzw. intermetali. Prezentuje poglądy na ich temat, a także wskazuje obecne i przyszłe możliwości ich zastosowania. Szczególną uwagę zwraca na potencjalne możliwości aplikacji intermetali z układu Fe-Al jako materiałów konstrukcyjnych. Przedstawia ich zalety oraz wady, a także główne trudności oraz problemy z wytwarzaniem i przetwarzaniem. Porusza zagadnienia praktycznego zastosowania intermetali z układu Fe-Al, które to wymaga rozwiązania problemów powodujących ich niską plastyczność, skłonność do kruchego pękania w temperaturze pokojowej oraz małą odporność na pełzanie w podwyższonej temperaturze. Należą do nich głównie niekorzystna gruboziarnista struktura czy brak przemian fazowych pierwszego rodzaju. Dotychczas podjęto próby rozwiązania tych problemów przez odpowiedni dobór składu chemicznego, właściwe warunki procesu wytwarzania oraz obróbki cieplnej [2, 3, 25]. Jednak nadal uplastycznienie stopów z układu Fe-Al, których osnowę stanowią fazy FeAl i Fe3Al jest uważane za jeden z ważniejszych problemów stojących przed współczesną nauką o materiałach. Jak wykazano w stopach o osnowie faz FeAl i Fe3Al istnieje możliwość kształtowania struktury metodami obróbki cieplno-plastycznej, dzięki zachodzącemu w strukturze procesowi rekrystalizacji dynamicznej, co zmienia i rozszerza możliwości ich potencjalnych zastosowań [26+31]. W przyszłości spodziewać się można szerokiego zastosowania ww. stopów, między innymi na materiały konstrukcyjne - zamienniki stali nierdzewnych o dużej zawartości deficytowych pierwiastków i stopów na osnowie niklu, materiały na elementy pracujące w ciekłych środowiskach korozyjnych oraz w warunkach korozji wysokotemperaturowej, materiały na powłoki ochronne, materiały wyjściowe do tworzenia stopów wieloskładnikowych i kompozytów [8].

EN

This article treats about short history and material characteristics of alloys with the matrix of intermetalic phases, so called intermetals, in a reviewing way. It presents the views on that topic, and additionally it points out the present and future possibilities of its application. Particular attention was paid to potential possibilities of applying intermetals of Fe-Al system as construction materials. It shows their advantages and disadvantages, as well as main difficulties and problems connected with producing and processing them. It raises the issues of practical application of intermetals of the Fe-Al system, which demands solving problems causing their low plasticity, tendency to fragile fracturing at the room temperature and small resistance to creep at higher temperature. Unfavourable rudaceous structure or lacks of phase transformations of the first type mainly belong to them. Some attempts to solving those problems have been made so far, by right selection of the chemical content, suitable conditions of the production process, as well as the conditions of the thermal treatment [2, 3, and 25]. Nonetheless, plasticization of the Fe-Al alloys, whose matrix is FeAl phase and Fe3Al, still is considered to be one of the most important problems that contemporary materials science is facing. As it was shown in case of alloys with the matrix of Fe Al and Fe3Al phase, there is a possibility of shaping their structure by means of thermo-plastic treatment, thanks to the process of dynamic recrystal-lization occurring in the structure, what changes and broadens the possibilities of their potential applications [26+31]. In future one can expect wide application of the above mentioned alloys, among other things, in construction materials - substitutes of stainless steel with high contents of scarce elements and the alloys in the matrix of nickel, as material for elements working in liquid corrosion environments and in conditions of high-temperature corrosion, as materials for protective coatings, or the output materials for producing compound alloys and composite [8].

Słowa kluczowe

PL

stopy o osnowie faz międzymetalicznych; zastosowanie intermetali; układ Fe-Al

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 2
• Strony: 43--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Niewielski G.

autor

Jabłońska M.

• Katedra Nauki o Materiałach, Politechnika Śląska,

Bibliografia

• [1] Maziasz P. J., Goodwin G. M., Alexander D. J., Visfanathan S.: Alloy development and processing effects for FeAl iron aluminide: as overview, Proceedings of the International Symposium on Nickel and Iron Aluminide, Properties and Application, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee, 1991
• [2] Maziasz P. J., McCammey C. G.: Microstructural characterization of precipitates fordem during high temperature testing and processing of iron-aluminide alloys, Materials Science and Engineering, A152, 1992, 322–334
• [3] Devi S. C., Sikka V.: Nickel and iron aluminide: an overview on properties, processing and applications, Intermetallics 4, 1996, 357–375
• [4] Dymek. S.: Charakterystyka wysokotemperaturowych związków międzymetalicznych, Hutnik-Wiadomości Hutnicze 6, 1998, 208–223
• [5] Adamczyk J.: Metaloznawstwo teoretyczne cz.1 struktura metali i stopów, Gliwice, 1991, 226–244
• [6] Liubich V., Dorfman S., Fuks D., Mehrer H.: Materials Science and Engineering A258, 1998, 65–68
• [7] Bystrzycki J., Varin R. A., Bojar Z.: Postępy w badaniach stopów na osnowie faz międzymetalicznych z udziałem aluminium, Inżynieria Materiałowa 5, 1996, 137–149
• [8] Bojar Z., Przetakiewicz W.: Materiały metalowe z udziałem faz międzymetalicznych, Wydawnictwo Bel Studio, Warszawa, 2006
• [9] Jabłońska M., Rodak K., Niewielski G.: Characterization of the structure of FeAl alloy after hot deformation, Journal of Achievements In materials and Manufacturing Engineering 18, 2006, 107–110
• [10] Hadasik E., Szkliniarz W.: Obróbka plastyczna na gorąco stopów na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl i TiAl, XVI Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Konstrukcja i Technologia Wytłoczek i Wyprasek”, Poznań-Warszawa, 14016 czerwca 2004, 239–249
• [11] Kupka M.: Struktura i właściwości stopów na osnowie fazy FeAl otrzymanych w procesach metalurgicznych, Wydawnictwo Uniwersytetu śląskiego, Katowice, 2005
• [12] Bystrzycki J.: Niekonwencjonalne metody kształtowania struktury i właściwości stopów na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl, Wydawnictwo Bel Studio, Warszawa, 2004
• [13] Jabłońska M., Niewielski G., Rodak K.: Zmiany struktury w trakcie odkształcania na gorąco stopu Fe-38Al na osnowie uporządkowanego roztworu stałego, Inżynieria Materiałowa 3, 2005
• [14] Palm M.: Concepts derived from phase diagram studies for the strengthening of Fe-Al. based alloys, Intermetallics 13, 2005, 1268–1295
• [15] Kogachi M., Harraguchi T.: Point defects in B2-type intermetallic compounds, Materials Science and Engineering A 312, 2001, 189
• [16] Harraguchi T., Kogach M.: Point defect behavior in B2-type intermetallic compounds, Materials Science and Engineering A 329-331, 2002, 402– 407
• [17] Bystrzycki J., Varin R. A.: Microstructure and microtexture in powder-extruded monolithic NiAl and NiAl-HfC alloy, Intermetallics 6, 1998, 277
• [18] Jordan J. L., Deevi S. C.: Vacancy formation and effects in FeAl, Intermetallics 11, 2003, 507–528
• [19] Bystrzycki J., Bojar Z., Przetakiewicz W., Matejuk A.: Intermetale w budowie napędów lotniczych, II Sympozjum Naukowe pt:. „Problemy techniczno – eksploatacyjne w kształceniu pilotów” , Dęblin, 16–17 12.1993, 21–32
• [20] Dimiduk D. M.: Gamma titanium aluminide alloys-an assessment within the competition of aerospace structural materiale, Materiale Science and Technology A263, 1999, 281–288
• [21] www.globalspec.com 14.09.2006
• [22] Morris D. G., Munoz-Morris M. A.: The importance of the texture for determining the mechanical behavior of intermetallics, Intermetallics 8, 2000, 997
• [23] Mikuszewski T., Gierek A.: Technologiczne aspekty wytapiania i odlewania próżniowego wybranych stopów na osnowie faz międzymetalicznych, Ogólnopolskie Sympozjum naukowe Pt.: „Stopy na osnowie faz międzymetalicznych”, Warszawa, 19.10.2000.
• [24] Szkliniarz W., Hadasik E., Mikuszewski T.: Kształtowanie mikrostruktury i właściwości stopów na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl w procesach walcowania na gorąco, Inżynieria Materiałowa 6, 2004, 844-848
• [25] Stoloff N. S., Liu C. T., Deevi S. C.: Emerging applications of intermetallics, Intermetallics 8, 2000, 1314
• [26] Jabłońska M., Niewielski G.: Odkształcanie plastyczne i efekty rekrystalizacji dynamicznej w stopie na osnowie uporządkowanego roztworu stałego, Międzynarodowa Konferencja Forming 2006, Szczawnica, 2006
• [27] Jabłońska M., Rodak K., Niewielski G.: Analysis of the structure of the intermetallic FeAl40 after hot deformation, XVII Physical Metallurgy and Materials Science Conference „Advanced Materials and Technologies AMT’2004”, 22-26.VI. 2004, Łódź, Inżynieria Materiałowa nr 3, 2004, 145-148
• [28] Jabłońska M.: Wpływ parametrów odkształcenia plastycznego na gorąco na strukturę I właściwości stopu Fe-38Al, Praca doktorska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Politechnika Śląska, Katowice (2005)
• [29] Jabłońska M., Niewielski G.: Structure, properties and phases transformations in FeAl alloys, Journal of Achievments In Materials and Manufacturing Engineering 19, 2006, 107-110
• [30] Jabłońska M., Niewielski G., Hadasik E., Mokryński K., Szkliniarz W.: Infl lence of hot deformation on changes in structure of intermetallics FeAl, Metal 2003, Hradec nad Moravici, 2003
• [31] Jabłońska M., Niewielski G., Hadasik E., Mokryński K., Badania własności i struktury stopu na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl po odkształceniu plastycznym na gorąco, Forming 2003, 10 – 13. IX. 2003, Podlesice k/ Kroczyc
• [32] Szkliniarz W.: Projekt zamawiany KBN „Stopy na osnowie faz międzymetalicznych – technologia, struktura, właściwości i zastosowanie”, 2004