The microstructure of rapidly quenched Fe-Cu-based alloy with a liquid miscibility gap

• Autorzy: Kozieł T. , Kędzierski Z. , Zielińska-Lipiec A. , Latuch J.

Warianty tytułu

PL

Mikrostruktura szybko chłodzonego stopu na osnowie Fe-Cu z zakresem niemieszalności w stanie ciekłym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The microstructures of rapidly quenched Fe37Cu25Si13B9Al8Ni6Y2 alloy are presented. Rapid cooling (melt spinning technique) of the melt enabled in situ formation of amorphous-crystalline composites. Four different melt ejection temperatures, in the range from 1330 to 1520°C, were applied in order to study effect of initial melt temperature on the microstructure of resultant ribbons. Coarse segregated, elongated areas were observed for low melt ejection temperature, indicating cooling from the miscibility gap region. Increase of the melt ejection temperature up to homogeneous melt region, brought about formation of spherical particles distributed within a homogeneous matrix. Detailed investigations, including X-ray diffraction, differential scanning calorymetry, scanning and transmission electron microscopy, proved amorphous nature of the Fe-rich matrix and crystalline structure of the Cu-rich precipitates. Moreover, presence of the secondary formed spherical particles within primarily precipitated the Cu-rich spheres, was observed.

PL

W pracy przedstawiono mikrostrukturę stopu Fe37Cu25Si13B9Al8Ni6Y2 po szybkim chłodzeniu. Wykazano, że gwałtowne chłodzenie fazy ciekłej (metoda melt spinning) umożliwia wytworzenie in situ kompozytów amorficzno-krystalicznych. W celu określenia wpływu temperatury odlewania stopów na mikrostrukturę taśm, odlewano je z czterech rożnych temperatur z zakresu 1330÷1520°C. Zaobserwowano, że mikrostruktura taśm odlanych z niskiej temperatury charakteryzuje się obecnością dużych, wydłużonych obszarów, co wskazuje, że w trakcie nagrzewania osiągnięto temperaturę z zakresu niemieszalności cieczy. Podwyższenie temperatury odlewania do zakresu jednorodnej cieczy spowodowało, iż w trakcie chłodzenia przez zakres niemieszalności, jedna z faz ciekłych wydziela się w postaci kulistych wydzieleń. Szczegółowe badania, obejmujące rentgenowską analizę fazową, skaningową kalorymetrię różnicową, mikroskopię skaningową i transmisyjną, dowiodły amorficzny charakter osnowy bogatej w Fe oraz krystaliczną strukturę wydzieleń bogatych w Cu. Ponadto w pierwotnie utworzonych cząstkach bogatych w Cu zaobserwowano wtórne kuliste wydzielenia.

Słowa kluczowe

EN

metallic glasses; liquid miscibility gap; melt spinning

PL

szkła metaliczne; zakres niemieszalności cieczy; odlewanie na wirujący bęben

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 470--473
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz. rys.

Twórcy

autor

Kozieł T.

autor

Kędzierski Z.

autor

Zielińska-Lipiec A.

autor

Latuch J.

• Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science AGH University of Science and Technology, Kraków,

Bibliografia

• [1] Zhang Z. F., Eckert J., Schultz L.: Fatigue and fracture behavior of bulk metallic glass. Metall. Mater. Trans. A35 (2004) 3489-3498.
• [2] Johnson W. L.: Fundamental aspects of bulk metallic glass formation in multicomponent alloys. Mater. Sci. Forum 225/227 (1996) 35-50.
• [3] Kündig A. A, Ohnuma M., Ping D. H., Ohkubo T., Hono K.: In situ formed two-phase metallic glass with fractal microstructure. Acta Mater. 52 (2004) 2441-2448.
• [4] Park B. J., Chang H. J., Kim D. H., Kim W. T.: In situ formation of two amorphous phases by liquid phase separation in Y-Ti-Al-Co alloy. Appl. Phys. Lett. 85 (2004) 6353-6355.
• [5] Mattern N., Kühn U., Gebert A., Gemming T., Zinkevich M., Wendrock H., Schultz L.: Microstructure and thermal behavior of two-phase amorphous Ni-Nb-Y alloy. Scr. Mater. 53 (2005) 271-274.
• [6] Kündig A. A., Ohnuma M., Ohkubo T., Abe T., Hono K.: Glass formation and phase separation in the Ag-Cu-Zr system. Scr. Mater. 55 (2006) 449-452.
• [7] Park E. S., Kim D. H.: Phase separation and enhancement of plasticity in Cu-Zr-Al-Y bulk metallic glasses. Acta Mater. 54 (2006) 2597-2604.
• [8] Park E. S., Jeong E. Y., Lee J.-K., Bae J. C., Kwon A. R., Gebert A., Schultz L., Chang H. J., Kim D. H.: In situ formation of two glassy phases in the Nd-Zr-Al-Co alloy system. Scr. Mater. 56 (2007) 197-200.
• [9] De Boer F. R., Boom R., Mattens W. C. M., Miedema A. R., Niessen A. K.: Cohesion and structure. Cohesion in metals, vol. 1. Amsterdam, Elsevier Science (1988).
• [10] Turchanin M. A., Agraval P. G., Nikolaenko I. V.: Thermodynamics of alloy and phase equilibria in the copper-iron system. J. Phase Equilib. 24 (2003) 307-319.
• [11] Massalski T. B., Okamoto H., Subramanian P. R., Kacprzak L.: Binary alloy phase diagrams, 2nd ed. AMS International (1992).