Utlenienie wieloskładnikowego aluminidku żelaza na osnowie fazy FeAl

• Autorzy: Kulak K. , Kupka M. , Dercz G.

Warianty tytułu

EN

Oxidation of multicomponent iron aluminide based on FeAl phase matrix

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Szerokie zainteresowanie stopami na osnowie faz międzymetalicznych, w tym na bazie fazy FeAl, wynika z ich unikalnych właściwości fizykochemicznych, które wzbudziły uzasadnione oczekiwania na opracowanie nowej grupy wysokotemperaturowych materiałów konstrukcyjnych. W literaturze brak jest wyczerpujących informacji na temat wpływu dodatków stopowych na proces utleniania aluminidków żelaza. W pracy przedstawiono właściwości utleniania aluminidku żelaza (FeAl) z makrododatkiem Cr oraz mikrododatkami Zr i B, w zakresie temperatury od 700°C do 1100°C w ciągu do 200 h. Produkty procesu utleniania badano metodą dyfrakcji rentgenowskiej i za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego. Otrzymane wyniki porównano z danymi literaturowymi dla stopów FeAl. Stwierdzono, że dodatek chromu może przyczynić się do zwiększenia odporności na utlenianie aluminidku żelaza. Obserwowano miejscowe łuszczenie się zgorzeliny w temperaturze 1100°C. Pękanie zgorzeliny mogło być spowodowane przez naprężenia cieplne indukowane podczas chłodzenia stopu z temperatury utleniania. Oddziaływanie cyrkonu może poprawić przyczepność zgorzeliny do podłoża FeAl.

EN

Widely interest in alloys based on the matrix of ordered intermetallic phases, including on the FeAl base, due to their unique physicochemical properties, which excited a justified expectations of a development of new high-temperature construction materials. In a literature is not much information about influence of alloy additions on the oxidation process of iron aluminides. The paper presents the oxidation behaviour of iron aluminide (FeAl) with Cr macroaddition and Zr, B microadditions in the temperature range of 700°C to 1100°C, during up to 200 hours. The oxidation products were identified examined by X-ray diffraction (XRD) and using scanning electron microscopy (SEM). The results obtained have been compared with the data, available in the literature, for the FeAl alloys. It has been found that the chromium addition perhaps contributes to increasing the iron aluminide oxidation resistance. Limited scale spallation was obserwed at 1100°C. Scale failure can results from the thermal stresses in the scale induced during cooling of the alloy from the oxidation temperature. The zirconium action can caused of increased adhesion of the scale to the FeA l substrate.

Słowa kluczowe

PL

stop na osnowie FeAl; utlenianie; XRD; SEM

EN

FeAl based alloy; oxidation; XRD; SEM

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 510--513
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kulak K.

autor

Kupka M.

autor

Dercz G.

• Instytut Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski,

Bibliografia

• [1] Bojar Z., Przetakiewicz W.: Materiały metalowe z udziałem faz międzymetalicznych. BEL Studio Sp. z o.o, Warszawa (2006) 1÷340.
• [2] Liu C. T., George E. P., Maziasz P. J., Schneibel J. H.: Recent advances in B2 iron aluminide alloys: deformation, fracture and alloy design. Mater. Sci. Eng. A258 (1998) 84÷98.
• [3] Maziasz P. J., Goodwin G. M., Alexander D. J., Viswanathan S.: Development and processing effects for FeAl aluminides: An overview. Proceedings of International Symposium on Nickel and Iron Aluminides – Processing, Properties and Applications, ASM International (1997) STRONY.
• [4] Deevi S. C., Hajaligol M. R., Sikka V. K.: Processing and properties of FeAl sheets obtained by roll compaction and sintering of water atomized FeAl powder. Materials Research Society's Symposium Proceedings: High temperature ordered intermetallic alloys VIII 552 (1999) KK4.6.1÷KK4.6.9.
• [5] Deevi S. C., Sikka V. K., Liu C. T.: Processing, properties, and applications of nickel and iron aluminides. Progr. Mater. Sci. 42 (1997) 177÷186.
• [6] Pocci O., Tassa O., Testani C.: Production and Properties of CSM FeAl intermetallic alloys. Processing, properties and applications of iron aluminides. The Materials, Metals and Minerals Society, PA. (1994) 19÷26.
• [7] Srinivasa N., Sikka V. K.: Properties of a mechanically alloyed Fe3Albased Alloy. Processing, properties and applications of iron aluminides. The Materials, Metals and Minerals Society, PA. (1994) 69÷78..
• [8] Maziasz P. J., Liu C. T., Goodwin G. M.: Overview of the development of FeAl intermetallic alloys. Proceedings of the 2nd International Conference on Heat-Resistant Materials, Gatlinburg, Tennessee, 11-14 September (1995) 555÷563.
• [9] Morris D. G., Morris-Munoz M. A.: The influence of microstructure on the ductility of iron aluminides. Intermetallics 7 (1999) 1121÷1129.
• [10] Kupka M.: Struktura i właściwości stopów na osnowie fazy FeAl otrzymanych w procesach metalurgicznych. Wyd. Uniwersytet Śląski, Katowice (2005) 1÷126.
• [11] Bystrzycki J.: Niekonwencjonalne metody kształtowania struktury i właściwości stopów na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl. BEL Studio Sp. z o.o. Warszawa (2004) 1÷158.
• [12] Kupka M.: Technological plasticity studies of the FeAl intermetallic phase-based alloy. Inremetallics 12 (2004) 295÷302.
• [13] Lang F., Yu Z., Gedevanishvili S., Deevi S. C., T. Narita T.: Isothermal oxidation behavior of a sheet alloy of Fe-40 at. % Al at temperatures between 1073 and 1473 K. Intermetallics 11 (2003) 697÷705.
• [14] Lang F., Yu Z., Gedevanishvili S., Deevi S.C., Narita T.: Cyclic oxidation behavior of Fe-40Al sheet. Intermetallics 12 (2004) 451÷458.
• [15] Dytkowicz B., Hernas A.: Odporność korozyjna stopów z układu Fe-Al. XXXIII Szkoła Inżynierii Materiałowej, Kraków-Ustroń 4-7 X (2005) 535÷541.
• [16] Kai W., Chu J. P., Huang R. T., Lee P. Y.: High temperature corrosion behaviour of iron aluminides containing ternary additions in H2/H2S/H2O mixed gases. Mat. Sci. Eng. A239-240 (1997) 859÷870.
• [17] Pint B. A., Regina J. R., Prűβner K., Chitwood L. D., Alexander K. B., Tortorelli P. F.: Effect of environment on the oxidation of ingot-processed iron aluminides. Intermetallics 9 (2001) 735÷739.
• [18] Hou P. Y., Paulikas A. P., Veal B. W. Smialek J. L.: Thermally grown Al2O3 on a H2-annealed Fe3Al alloy: Stress evolution and film adhesion. Acta Mater. 55 (2007) 5601÷5613.
• [19] Barcik J., Gierek A., Kupka M., Mikuszewski T., Prandzioch T., Stępień K.: Technologiczne aspekty wytapiania i odlewania stopów na osnowie fazy międzymetalicznej typu FeAl. Hutnik-Wiadomości Hutnicze 6 (2001) 214÷223.
• [20] Xu C. H., Gao W., Gong H.: Oxidation behaviour of FeAl intermetallics. The effects of Y and/or Zr on isothermal oxidation kinetics. Intermetallics 8 (2000) 769÷779.
• [21] Dang Ngoc Chan C., Huvier C., Dinhut J. F.: High temperature corrosion of some B2 iron aluminides. Intermetallics 9 (2001) 817÷826.
• [22] Tortorelli P. F., Natesan K.: Critical factors affecting the high-temperature corrosion performance of iron aluminides. Mater. Sci. Eng A258 (1998) 115÷125.
• [23] Xu C. H., Gao W., Li S.: Oxidation behaviour of FeAl intermetallics – the effect of Y on the scale spallation resistance. Corros. Sci. 43 (2001) 671÷688.
• [24] Natesan K.: Corrosion performance of iron aluminides in mixed oxidant environment. Mater. Sci. Eng. A258 (1998) 126÷134.