Mechanism of TiAl intermetallic alloys grain refinement in cyclic heat treatment

• Autorzy: Kościelna A. , Szkliniarz W.

Warianty tytułu

PL

Mechanizm rozdrobnienia ziarna stopów na osnowie fazy międzymetalicznej TiAl w procesie cyklicznej obróbki cieplnej

• 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

This paper shows that using cyclic heat treatments only, without plastic deformation, yet making use of phase transformations that occurs during these treatments, allows TiAl intermetallic alloys grains refinement efficiently. Based on the knowledge of changes in microstructure of these alloys during the cyclic heat treatment as well as heating and cooling with different rates, the diagram of changes in microstructure during the consecutive treatment cycles was developed and the likely mechanism responsible for grain refinement was indicated. It was found that the main role in the refinement process was played by undissolved y phase precipitation lamellas, remained in the microstructure after quick heating to the a single-phase area temperature. These precipitations, present in microstructure of the alloy being cooled down, were the area where nucleation of new grains with lamellar morphology took place.

PL

W pracy wykazano, że wyłącznie zabiegami cyklicznej obróbki cieplnej, bez zadawania odkształcenia plastycznego, z wykorzystaniem zachodzących podczas tych zabiegów przemian fazowych możliwe jest skuteczne rozdrabnianie ziarna stopów na osnowie fazy międzymetalicznej TiAl. W oparciu o znajomość zmian mikrostruktury tych stopów podczas cyklicznej obróbki cieplnej (rys. 3) oraz nagrzewania (rys. 5) i chłodzenia (rys. 6) z różnymi prędkościami opracowano schemat zmian mikrostruktury podczas kolejnych cykli obróbki (rys. 10) oraz wskazano prawdopodobny mechanizm odpowiedzialny za rozdrobnienie ziarna. Stwierdzono, że w procesie rozdrobnienia główną rolę odgrywają nierozpuszczone płytkowe wydzielenia fazy y, pozostałe w mikrostrukturze po szybkim nagrzewaniu do temperatury obszaru jednofazowego a (rys. 7, 8). Obecne w mikrostrukturze chłodzonego stopu, stanowią miejsce zarodkowania nowych ziaren o morfologii płytkowej, ograniczając możliwość ich swobodnego wzrostu (rys. 9).

Słowa kluczowe

PL

cykliczna obróbka cieplna; fazy międzymetaliczne Ti-Al; proces rozdrobnienia ziarna stopów

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 567--570
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Kościelna A.

autor

Szkliniarz W.

• Silesian University of Technology, Katowice,

Bibliografia

• [1] Clemens H., Appel F., Bartels A.: “Processing and application of engineering γ-TiAl based alloys”, Ti-2003 Science and Technology, WILEY-VCH, Weinheim (2004) 2123-2137.
• [2] Leyens C., Peters M.: Titanium and Titanium Alloys, WILEYVCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2003.
• [3] Appel F. et al.: Recent progress in the development of gamma titanium aluminide alloys, Advanced Engineering Materials 11 (2000) 699-719.
• [4] Williams J. C., Starke J., Edgar A.: Progress in structural materials for aerospace systems, Acta Materialia 19 (2003) 5775-5799.
• [5] Hu D.: Effect of composition on grain refinement in TiAl-based alloys, Intermetallics 9 (2001) 1037-1043.
• [6] Wu X., Hu D.: Microstructural refinement in cast TiAl alloys by solid state transformations, Scripta Materialia 8 (2005) 731-734.
• [7] Semiatin S. L., Seetharaman V., Weiss I.: Hot workability of titanium aluminide alloys – an overview, Materials Science and Engineering A243 (1998) 1-24.
• [8] Szkliniarz W. et al.: “Effects of boron, carbon and gadolinium additions on the microstructure and grain size of Ti-48Al-2Cr-2Nb alloy”, Ti-2003 Science and Technology, WILEY-VCH, Weinheim (2004) 2347-2353.
• [9] Szkliniarz W.: Możliwości zastosowania obróbki cieplnej do rozdrabniania ziarn tytanu i jego stopów, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Hutnictwo, z. 57, Gliwice (2000) 1-142.
• [10] Kościelna A., Szkliniarz W.: Wykorzystanie cyklicznej obróbki cieplnej do rozdrabniania ziarna stopu na osnowie fazy międzymetalicznej TiAl, Inżynieria Materiałowa 6 (2004) 864-870.