Thermal stability of Ni3Al-based intermetallic alloys structure upon long-lasting annealing

• Autorzy: Jóźwik P. , Polkowski P. , Bojar Z.

Warianty tytułu

PL

Wpływ składu chemicznego na mikrostrukturę stopów na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al podczas ich długotrwałego wygrzewania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Intermetallic compound Ni3Al-based alloys are considered as an advanced structural and functional materials for many potential high temperature and corrosive environmental applications. In this work, a study of the influence of chemical composition on the microstructure of Ni3Al-based alloys with various additives (Zr and B and with/without Cr or Cr and Mo) after cold- rolling and long-lasting annealing, is presented. Three cold-rolled and recrystallized Ni3Al alloys with different chemical composition were annealed in air, at 1100°C, up to 200 hours. A quantitative change of grain size and phase composition upon annealing were studied. It was found that the modification of chemical composition (by addition of chromium or chromium and molibdenium) limits the growth of matrix's grains significantly. Obtained results indicate that phase composition has strong impact on structural stability of investigated alloys. Presence of second phase in alloys has stabillizing influence on matrix grain growth. After 200 h of annealing at 1100°C the final grain size was only approx. 30 um for Ni3Al (Zr, B, Cr, Mo) alloy.

PL

Stopy na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al stanowią grupę zaawansowanych materiałów konstrukcyjnych przeznaczonych do pracy w warunkach wysokiej temperatury i w środowisku korozyjnym. W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu składu chemicznego na zmiany mikrostruktury wybranych stopów na osnowie fazy Ni3Al podczas ich długotrwałego wygrzewania w atmosferze powietrza. Trzy stopy na osnowie fazy Ni3Al, o rożnym składzie chemicznym, poddano wstępnej obróbce plastycznej na zimno i wygrzewaniu rekrystalizującemu, a następnie wygrzewano w powietrzu, w temperaturze 1100°C, w czasie do 200 godzin. Analizie poddano zmianę wielkości ziarna i budowy fazowej podczas wygrzewania. Stwierdzono, że modyfikacja składu chemicznego (przez dodatek chromu lub chromu i molibdenu) znacząco ogranicza rozrost ziaren osnowy. Wyniki badań wykazały istotny wpływ budowy fazowej na stabilność strukturalną badanych stopów - obecność drugiej fazy stabilizowała rozrost ziaren osnowy. Dla stopu Ni3Al (Zr, B, Cr, Mo) po 200 godzinach wygrzewania w atmosferze powietrza uzyskano końcową wielkość ziarna na poziomie 30 um.

Słowa kluczowe

EN

intermetallics alloys; thermal stability; grain growth

PL

stopy na osnowie faz międzymetalicznej Ni3Al; stabilność termiczna; rozrost ziarna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 646--649
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jóźwik P.

autor

Polkowski P.

autor

Bojar Z.

• Department of Advanced Materials and Technology, Military University of Technology,

Bibliografia

• [1] Deevi S. C., Sikka V. K.: Nickel and iron aluminides: an overview on properties, processing an applications. Intermetallics 4 (1996) 357-375.
• [2] Chaki T. K.: Boron in polycrystalline Ni3Al – mechanism of enhancement of ductility and reduction of environmental embrittlement. Materials Science and Engineering A 190 (1995) 109-116.
• [3] Subramanian S., Muller D. A., Silcox J., Sass S. L.: The role of chemistry in controlling the bonding and fracture properties of grain boundaries in L12 intermetallic compounds. Materials Science and Engineering A 239- 240 (1997) 297-308.
• [4] Lemura M., Suga Y., Umezawa O., Kishida K.,. George E. P, Hirano T.: Fabrication of Ni3Al thin foil by cold-rolling. Intermetallics 9 (2001) 157- 167.
• [5] Sikka V. K., Deevi S. C., Viswanathan S., Swindenman R. W, Santella M. L.: Advances in processing of Ni3Al-based intermetallics and applications. Intermetalics 8 (2000) 1329-1337.
• [6] Xu Y., Kamoeka S., Demura M., Hirano T.: Catalytic properties of alkai leached Ni3Al for hydrogen production from methanol. Intermetalics 13 (2005) 151-155.
• [7] Lasalmonie A.: Intermetallics: Why is so difficult to introduce them in gas turbine engines? Intermetallics 14 (2006) 1123-1129.
• [8] Bojar Z., Jóźwik P.: Patent P-376267 Sposób kształtowania parametrów wytrzymałościowych taśm ze stopów na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al o wysokiej wytrzymałości.
• [9] Bojar Z., Jóźwik P., Zasada D.: Wpływ obróbki cieplnej i cieplno-plastycznej na strukturę i wybrane właściwości mechaniczne stopów na bazie fazy międzymetalicznej Ni3Al. Inżynieria Materiałowa 1 (2001) 22-26 (In Polish).
• [10] Jóźwik P., Polkowski W.: Wpływ temperatury i czasu wygrzewania na żaroodporność i stabilność strukturalną stopów Ni3Al. Materiały Konferencyjne XXXVI Szkoły Inżynierii Materiałowej, Kraków-Krynica, 23-26.09 2008 (2008) 76-81 (in Polish).