The heat treatment and microstructure of Fe3Al based intermetallic alloys with and without the chromium addition

• Autorzy: Jabłońska M. , Bernstock E. , Niewielski G. , Kuc D.
• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Ordered alloys on the intermetallic phases matrix from the Fe-Al system are considered as materials for high temperature applications. The alloys can well be used in power and automotive industry, it can also find application whenever it is possible to replace too expensive corrosion resistant steel with it. The only thing preventing the intermetallic alloys from the Fe-Al system from being applied in reality is a problem with their low plasticity at the ambient temperature. The alloys from Fe-Al system are among the materials not causing serious technological problems during the melting and casting process. The requirements concerning alloys increase, if the ingots with the application in plastic working are produced from them. The ingots must be distinguished by the complex of qualities ensuring them the technological plasticity, especially including high level of fineness, homogeneous and fine-grained structure with the minimal participation of casting defects such as micro-shrinkage, microporosities and cracks. In the process of the alloys casting not only the parameters, but also the order of components pouring, the number of penetrations as well as the mould to which the components are being added. In the next stage, the parameters of homogenizing treatment play part. Therefore, the aim of the present article is the analysis of structural changes in the alloys with the intermetallic Fe3Al phase. The analysis is drawing particular attention to disclosure and characterization of the phases arisen during the process of casting as well as the secondary phases and releases arisen during the annealing process. The aforementioned phases analysis was carried out with the use of scanning microscopy along with EDS analyser.

PL

Uporządkowane stopy na osnowie faz międzymetalicznych z układu Fe-Al są materiałami rozwijanymi pod kątem zastosowań do pracy w podwyższonych temperaturach. Jest to wynikiem ich doskonałych właściwości takich jak bardzo dobra odporność na utlenianie, oraz działanie środowisk zawierających siarkę jak też wysokie wfas'ci wos'ci' wytrzymałościowe przy niewysokich kosztach materiałowych. Stopy te można z powodzeniem stosować w przemyśle energetycznym, motoryzacyjnym i wszędzie tam gdzie istnieje możliwość zastąpienia nimi zbyt drogich stali odpornych na korozję. Jedynym co stoi na przeszkodzie w realnym zastosowaniu intermetalików z układu Fe-Al jest problem z ich niską plastycznością w temperaturze otoczenia. Stopy na osnowie faz międzymetalicznych z układu Fe-Al należą do materiałów nie stwarzających dużych problemów technologicznych podczas wytapiania i odlewania. Wymagania stawiane tym stopom wzrastają, jeżeli wytwarzane są z nich wlewki z przeznaczeniem do przeróbki plastycznej, które muszą charakteryzować się zespołem cech gwarantujących im technologiczną plastyczność, w tym przede wszystkim wysoką czystość, jednorodną oraz drobnoziarnistą strukturę z minimalnym udziałem wad odlewniczych typu rzadzizny, mikroporowatości i pęknięcia. W procesie odlewania tych stopów istotne sanie tylko jego parametry ale również kolejność zasypywania składników, liczba przetopów oraz forma w jakiej składniki sa dodawane. W dalszym etapie rolę odgrywają parametry procesu ujednaradniania. Dlatego tez celem niniejszego artykułu jest analiza zmian strukturalnych w stopach o osnowie fazy międzymetalicznej Fe3Al zwracająca szczególna uwagę na ujawnienie i charakterystykę powstałych w trakcie odlewania faz jak i powstałych w trakcie wyżarzania faz wtórnych oraz wydzieleń. Dokonano ich analizy z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej oraz analizatora EDS.

Słowa kluczowe

PL

układ Fe-Al; zastosowanie w przemyśle energetycznym; analiza zmian strukturalnych w stopach; mikroskopia skaningowa; analizator EDS

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 397--400
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jabłońska M.

autor

Bernstock E.

autor

Niewielski G.

autor

Kuc D.

• Department of Materials Science, Silesian University of Technology, Katowice, Poland

Bibliografia

• [1]. S. Dymek: “Charakterystyka wysokotemperaturowych związków międzymetalicznych”, Hutnik-Wiadomości Hutnicze, 6, 1998, s. 208-223.
• [2]. S.C. Deevi, R.W. Swindemanb: “Yielding, hardening and creep behavior of iron aluminides”; Materials Science and Engineering A258 (1998) p.p. 203-210
• [3]. R.S. Sundar, R.G. Baligidadb, Y.V.R.K. Prasada, D.H. Sastry: “Processing of iron aluminides”; Materials Science and Engineering A258 (1998) p.p. 219 – 228
• [4]. J. Bystrzycki., R. A Varin., Z Bojar: „Postępy w badaniach stopów na bazie uporządkowanych faz międzymetalicznych z udziałem aluminium”, Inżynieria Materiałowa, 5, 1994, s. 137-149
• [5]. J. Bystrzycki., R. A Varin.: „Environmental sensitivity and mechanical behavior of boron-doped Fe-45 at. % Al intermetalic in the temperature range from 77 to 1000K”, Materials Science and Engineering A270 (1999), pp. 151-161
• [6]. W. Szkliniarz. T Mikuszewski.: “Wytwarzanie stopów na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl metodami metalurgii próżniowej”, Inżynieria Materiałowa, 4-5, 2003, s. 155-159
• [7]. P.I. Ferreira, A.A. Couto, J.C.C.de Paola: ”The effects of chromium addition and heat treatment on the microstructure and tensile properties of Fe-24Al (at. %)”;Materials Science and Engineering A192/193 (1995) pp. 165-169
• [8]. M.C. Garcő a-Alonso, M.F. Lo pez , M.L. Escudero , J.L. Gonza lez-Carrasco: “Corrosion behaviour of an Fe3Al-type intermetallic in a chloride containing solution”, Intermetallics 7 (1999) pp.185-191
• [9]. Y.D. Huang, W.Y. Yang, Z.Q. Sun: “Effect of the alloying element chromium on the room temperature ductility of Fe3Al intermetallics”, Intermetallics 9 (2001) pp. 119-124
• [10]. S. Kobayashi, S. Zaefferer, A. Schneider, D. Raabe, G. Frommeyer: “Optimisation of precipitation for controlling recrystallization of wrought Fe3Al based alloys”, Intermetallics 13 (2005) pp. 1296–1303
• [11]. Y. Ortega , N. de Diego , F. Plazaola , J.A. Jime´nez , J. del Rı´o: „Influence of Cr addition on the defect structure of FeeAl alloys”, Intermetallics 15 (2007) pp. 177-180
• [12]. J.W. Lee, C.C. Wu, T.F. Liu: “The influence of Cr alloying on microstructures of Fe–Al–Mn–Cr alloys”, Scripta Materialia 50 (2004) pp. 1389–1393