Microstructure of hypereutectic Fe-C-V alloys

• Autorzy: Kawalec M.

Warianty tytułu

PL

Mikrostruktura nadeutektycznych stopów Fe-C-V

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study shows the results of examinations of the microstructure of the in-volume-solidifying Fe-C-V alloys containing carbon in a range of 1.53-3.09% and vanadium in a range of 14.73-15.71%. All the examined alloys were hypereutectic alloys as proved by the cooling curves, relevant calculations (Sc) and examinations under the microscope. It has been confirmed that the primary carbides of vanadium are crystallising in the form of non-faceted dendrites, acting as a substrate for the growing fibres of vanadium eutectic. The content of primary carbides in the microstructure depends on the content of carbon and vanadium in the alloy. During the conducted research an attempt was also made to determine the content of primary and eutectic carbides and to establish a relationship between carbon and vanadium content in the alloy and the content of primary carbides. In Fe-C-V alloys, besides primary carbides, also a fibrous eutectic composed of ferrite and vanadium carbides of the VC1-x type crystallises. To conduct the previously planned examinations, a series of melts with a variable carbon and vanadium content was carried out under argon atmosphere in a Balzers vacuum furnace. Specimens were examined under an optical microscope, but to investigate in more detail the geometry of individual phases, they were deep etched with aqua regia and examined by scanning electron microscopy. In the investigated alloys, the chemical composition of the crystallised phases was determined by EDS microanalysis.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury stopów Fe-C-V, o zawartości węgla w zakresie 1.53-3.09% i wanadu w zakresie 14.73-15.71%, krystalizujących w sposób objętościowy. Wszystkie badane stopy są stopami nadeutektycznymi, co potwierdziły krzywe stygnięcia, odpowiednie obliczenia (Sc) oraz obserwacje mikroskopowe. Potwierdzono, że pierwotne węgliki wanadu krystalizują w postaci dendrytów nieścianowych, na których wzrastają włókna eutektyki wanadowej. Udział węglików pierwotnych w mikrostrukturze jest zależny od zawartości węgla i wanadu w stopie. W pracy określono także udział węglików pierwotnych i eutektycznych oraz wyznaczono zależność pomiędzy zawartością węgla i wanadu w stopie a udziałem węglików pierwotnych. Oprócz węglików pierwotnych w stopach Fe-C-V krystalizuje eutektyka włóknista składająca się z ferrytu i węglików wanadu typu VC1-x. W celu wykonania założonych badań przeprowadzono serię wytopów o zmiennej zawartości węgla i wanadu w piecu próżniowym typu Balzers w atmosferze argonu. Próbki obserwowano za pomocą mikroskopu optycznego, a w celu bardziej szczegółowego zbadania geometrii poszczególnych faz trawiono je głęboko wodą królewską i obserwowano za pomocą mikroskopu skaningowego. W badanych stopach przeprowadzono również pomiary składu chemicznego wykrystalizowanych faz metodą punktowej mikroanalizy EDS.

Słowa kluczowe

EN

cast composites; microstructure; primary carbides; Fe-C-V alloy; high-vanadium cast iron

PL

kompozyt odlewany; mikrostruktura; węglik pierwotny; stop Fe-C-V; żeliwo

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archives of Foundry Engineering
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 11, iss. 2
• Strony: 55--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kawalec M.

• AGH University of Science and Technology, ul. Reymonta 23, 30-059 Cracow, Poland,

Bibliografia

• [1] E. Fraś, Cz. Podrzucki: Inoculated cast iron, AGH Brochure No. 675, Cracow, 1978 (in Polish).
• [2] E. Guzik: Cast iron refining processes. Selected problems, Archiwum Odlewnictwa, PAN, Katowice, 2001 (in Polish).
• [3] A. Kosowski, Cz. Podrzucki: Alloyed cast iron, AGH Brochure No. 825, Cracow, 1981 (in Polish).
• [4] E. Fraś, E. Guzik, Primary Microstructure of the Fe-C-V Alloys, Archiwum Hutnictwa, vol. 25, No. 4, (1980) 757-772 (in Polish).
• [5] E. Fraś, Crystallization of metals, WNT, Warsaw, 2003 (in Polish).
• [6] M. Kawalec, E. Fraś, Structure, Mechanical Properties and Wear Resistance of Highvanadium Cast Iron, ISIJ International, vol. 48, No. 4 (2008) 518-524.
• [7] E. Fraś, M. Kawalec, Structure, Mechanical Properties and Wear Resistance of the Fe-C-V Alloys, Inżynieria Materiałowa, vol.29, No. 2 (2008) 78-85 (in Polish).
• [8] M. Kawalec, E. Fraś: Abrasive wear resistance of highvanadium cast iron. Archives of Foundry Engineering, vol. 9, Issue 4/2009, s. 103-108.
• [9] J. Kaczyński, S. Prowans: Theoretical fundamentals of metal science. Katowice, 1972 (in Polish).
• [10] R. Kesri, M. Durand - Charre: Metallurgical structure and phase diagram of Fe-C-V system: comparison with other systems forming MC carbides. Materials Science and Technology, August 1988, vol.4.
• [11] M. J. Collins: Fe-V-C phase diagram. Journal of the Iron and Steel Institute, 1972, 210, s. 284.
• [12] G. P. Dmitrieva, A. K. Shurin, A. D. Vasilev: Mechanicostructural properties of iron alloys with vanadium carbide. Metal Science and Heat treatment of Metals, 4, 1978, s. 325-327.
• [13] H. Frey, H. Holleck: DTA investigations of high temperature phase equilibria in ternary transition metal-carbon system. Thermal Analysis Proceedings of the International Conference, vol.1, 1975, s. 339-348.
• [14] M. Kawalec M., E. Fraś: Shaping of the microstructure in near-eutectic Fe-C-V alloys, Archives of Foundry Engineering, Vol. 10, Issue 4/2010, pp. 83-88.