Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Precipitation of Sigma and Chi Phases in Cast Standard Duplex Stainless Steel

Myška Martin, Bořil Petr, Krutiš Vladimír, Kaňa Václav, Zádĕra Antonin

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 2

29--34

EN

This work deals with the problem of intermetallic phases in cast standard duplex steel ASTM A890 Gr 4A (generally known as 2205). The investigated steel was subjected to isothermal heat treatment in the range from 595 °C to 900 °C and in the duration from 15 minutes to 245 hours, and was also investigated in terms of anisothermal (natural) cooling after casting into the mould. The precipitation starts at grain boundaries with a consistent ferrite transformation. The work is focused on the precipitation of the sigma phase (σ) and the chi phase (χ). Examination of the microstructure was conducted using light and scanning electron microscopy. Their statistical analysis was carried out using the results of the investigations of precipitation processes in the microstructure, both within the grains and at the grain boundaries. To illustrate this impact, the surface area of precipitates was evaluated. The percentage of these intermetallic phases was calculated by measuring their area using a computer image analysis system. Based on their observations, a combined time-temperature transformation (TTT) diagram with continuous cooling transformation (CCT) curves was created.

2

Influence of Melt Quality on the Formation of Fe Intermetallic in A360 Alloy

Bas E. N., Alper S., Tuncay Tansel, Dispinar Derya, Kirtay Sebahattin

Archives of Foundry Engineering

|

2022

|

Vol. 22, iss. 3

53--59

EN

The solubility of Fe in aluminium alloys is known to be a problem in the casting of aluminium alloys. Due to the formation of various intermetallic phases, the mechanical properties decrease. Therefore, it is important to determine the formation mechanisms of such intermetallic. In this work, A360 alloy was used, and Fe additions were made. The alloy was cast into the sand and die moulds that consisted of three different thicknesses. In this way, the effect of the cooling rate was investigated. The holding time was selected to be 5 hours and every hour, a sample was collected from the melt for microstructural analysis. Additionally, the melt quality change was also examined by means of using a reduced pressure test where the bifilm index was measured. It was found that the iron content was increased after 2 hours of holding and the melt quality was decreased. There was a correlation between the duration and bifilm index. The size of Al-Si-Mn-Fe phases was increased in parallel with the bifilm content regardless of the iron content.

3

Wysokotemperaturowe utlenianie cienkiej folii Ni3Al w atmosferze powietrza z dodatkiem SO2

Pietryka I., Żurek Z., Jaroń A., Jóźwik P.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 5

190--196

PL

Utleniano stop na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al w atmosferze powietrza i atmosferze powietrza z dodatkiem 1% SO2. Wytop stopu poddano obróbce plastycznej i wygrzewaniu rekrystalizującemu w 1000°C w atmosferze argonu. Proces utleniania prowadzono w temperaturze 900 i 1100oC przez 24 h. Stwierdzono, że na powierzchni próbek tworzy się dwuwarstwowa zgorzelina, zbudowana z NiO, Al2O3 oraz spinelu NiAl2O4. Wielkość przyrostu masy próbek zależy od składu atmosfery oraz temperatury. Dominującym procesem jest tworzenie się NiO. Stwierdzono, że niewielka ilość SO2 obniża szybkość korozji badanego stopu, co jest związane z reakcjami zachodzącymi na powierzchni zgorzeliny.

EN

An alloy based on the Ni3Al intermetallic phase matrix was oxidized in an atmosphere of air and in air containing 1% SO2. The alloy melt was subjected to plastic working and recrystallizing annealing at 1000°C under an atmosphere of argon. The oxidation process was carried out at 900 and 1100oC for 24 hours. It was found that two-layer scale composed of NiO, Al2O3 and NiAl2O4 spinel was formed on the sample surface. The rate of the sample weight increment depended on the composition of the atmosphere and temperature. The dominant process was the formation of NiO. Small amounts of SO2 were observed to reduce the corrosion rate in the investigated alloy, which was associated with reactions occurring on the surface of scale.

4

Three Dimensional Morphology of β-Al5FeSi Intermetallics in AlSi Alloys

Mikołajczak P., Ratke L.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 1

47--50

EN

Iron is the most common and detrimental impurity in casting alloys and has been associated with many defects. The main consequence of the presence or adding of iron to AlSi alloys is the formation Fe-rich intermetallics with especially deleterious β-Al5FeSi. β-Al5FeSi phases are most often called needles on 2D micro sections, whilst platelets in 3D geometry. The x-ray tomography results have demonstrated Fe-rich phases with shapes different from simple forms such as needles or platelets and presented bent and branched phases. β grown as complicated structure of bent and branched intermetallics can decrease feeding ability, strengthen pores nucleation and eutectic colonies nucleation leading to lower permeability of mushy zone and porosity in the castings.

5

Oxidation Resistance of Alcrn Coating Deposited on Ti-46Al-7Nb-0.7Cr-0.1Si-0.2Ni Alloy

Małecka J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 2

621--627

EN

This article presents the results of research on resistance to isothermal oxidation of Ti-46Al-7Nb-0,7Cr-0,1Si-0,2Ni alloy with AlCrN layer applied. The reference material was a Ti-46Al-7Nb-0,7Cr-0,1Si-0,2Ni alloy in initial state without any coating deposited. The protective coating was deposited by PVD process. Attempts at isothermal oxidation in air were performed at 900 and 950°C during 250h. Measurements of the samples’ mass were taken with the accuracy of 10-4 g. An analysis of the obtained results was made: chemical composition analysis, phase analysis of the deposited coating and chemical composition analysis of the alloy surface with the coating deposited after oxidation tests. In the case of the oxidation of alloy in initial state, pronouncedly higher mass gain and ”deferred” scale chipping was noticed. The deposited AlCrN coating significantly reduces spalling processes and makes for lesser mass gain of the oxidized alloy.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na utlenianie izotermiczne stopu Ti-46Al-7Nb-0.7Cr-0.1 Si-0.2Ni z naniesioną powloką AICrN. Materiałem referencyjnym był stop Ti-46Al-7Nb-0.7Cr-0.1 Si-0.2Ni w stanie wyjściowym, bez naniesionej powłoki. Powłoka ochronna naniesiona została w procesie PVD. Próby izotermicznego utleniania w powietrzu przeprowadzono w temperaturze 900 i 950°C w czasie 250h. Pomiary masy próbek przeprowadzane były z dokładnością 10-4 g. Dokonano analizy uzyskanych wyników: składu chemicznego i fazowego naniesionej powłoki oraz składu chemicznego powierzchni stopu z naniesioną powłoką po testach utleniania. Stwierdzono, w przypadku utleniania stopu w stanie wyjściowym, wyraźnie większe przyrosty masy i „zwłoczne” odpryskiwanie zgorzeliny. Naniesiona powłoka AICrN zdecydowanie ograniczyła procesy odpryskiwania zgorzeliny oraz przyczyniła się do mniejszego przyrostu masy utlenianego stopu.

6

Formation of layered Mg/eutectic composite using diffusional processes at the Mg-Al interface

Dziadoń A., Mola R., Błaż L.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 3

677-684

EN

A processing technique has been developed to produce a layered magnesium-intermetallic compound light composite from elemental magnesium and aluminium sheets. Structural examination and measurements of transition layer grown at the magnesium-aluminium interface at high annealing temperature were performed. It was found using Mg/Al diffusion couple that solid state diffusion results in development of Al3Mg2 and Mg17Al12 intermetallic compounds, which are separated into two sublayers. The rate of the layer growth substantially increases with the appearance of the liquid phase at the Mg-Al interface. The microstructure resulted from the partial solidification contains an eutectic composed of Mg17Al12 intermetallic compound and solid solution aluminium in magnesium. The structural processes, which transform the magnesium-aluminium interface, can be applied for fabrication of layered magnesium-eutectic composites. Alternately stacked magnesium and aluminium sheets, formed into a packet, were heated until aluminium was exhausted throughout the course of the Mg-Al reaction with the liquid phase contribution. As a result, the composite containing residual magnesium and layers of eutectic mixture (Mg17Al12 and solid solution of aluminium in magnesium) was obtained. Rapid solidification resulted in fine-grained eutectic microstructure development. Using the presented method, composites with required thickness ratio of magnesium and the eutectic layers can be obtained by choosing appropriate thickness ratio of starting magnesium and aluminium sheets.

PL

Opracowano metodę otrzymywania kompozytu zbudowanego z warstw magnezu i warstw zawierających związek międzymetaliczny, wykorzystując jako substraty blachę magnezu i blachę aluminium. Stosując złącze dyfuzyjne Mg/Al przeprowadzono badania zmian strukturalnych zachodzących pod wpływem temperatury na granicy międzyfazowej magnez-aluminium oraz badania wzrostu warstwy produktów reakcji. Stwierdzono, że warstwa ta, utworzona w wyniku zachodzących w stanie stałym przemian dyfuzyjnych, składa się z dwu podwarstw o strukturze związków międzymetalicznych: Al3Mg2 i Mg17Al12. Szybkość wzrostu warstwy zwiększa się znacznie, gdy na granicy Mg-Al pojawia się faza ciekła. Mikrostruktura utworzona podczas krzepnięcia zawiera głównie eutektykę, składającą się ze związku międzymetalicznego Mg17Al12 i roztworu stałego aluminium w magnezie. Zjawiska zachodzące na granicy magnez-aluminium zostały wykorzystane do formowania kompozytu warstwowego magnez-eutektyka. Arkusze blachy magnezu i blachy aluminium ułożone naprzemiennie w pakiet wygrzewa się do momentu wyczerpania się aluminium w reakcji z magnezem zachodzącej z udziałem fazy ciekłej. W wyniku powstaje kompozyt składający się z warstw pozostałego magnezu i warstw eutektyki zbudowanej z Mg17Al12 i roztworu stałego aluminium w magnezie. Gwałtowne krzepnięcie pozwala uzyskać eutektykę o drobnoziarnistej mikrostrukturze. Przez dobór stosunku grubości wyjściowych arkuszy blachy magnezu i blachy aluminium można wykonać kompozyty o dowolnym stosunku grubości magnezu do grubości warstw o strukturze eutektyki.

7

An effect of chromium on mechanical properties of the Ni3Al-based alloys and sinters in compression tests

Malec W., Rzyman K., Czepelak M., Wala A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

1007-1007

EN

Mechanical properties of the Ni75Al(25-x)Crx cast alloys and sinters were investigated using compression tests conducted within a wide range of compositions and temperature. The alloys and sinters exhibiting the best mechanical properties from a point of view of their intended use as constructional materials suitable for high-temperature applications were selected.

PL

Zbadano własności mechaniczne stopów odlewanych oraz spieków Ni75Al(25-x)Crx z zastosowaniem metody ściskania. Próby przeprowadzono w szerokim zakresie składów oraz temperatury. Wytypowano stopy i spieki o najkorzystniejszych własnościach mechanicznych z punktu widzenia zastosowania tych materiałów jako materiał konstrukcyjny do pracy w wysokich temperaturach.

8

The Microstructure and Properties of FeAl Alloy Strengthened with Yttrium Oxide

Śleboda T., Krawczyk J., Madej M., Paćko M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 4

1231-1237

EN

This work is focused on the microstructure and properties of FeAl alloy strengthened with Yttrium oxide (Y2O3). Prealloyed FeAl alloy powder as well as the mixture of FeAl powder and 5 vol. % of Yttrium oxide were used in this research. Both kinds of the materials were fully densified by hot pressing at the temperature of 1100 C. An influence of strengthening FeAl alloy with Y2O3 on its impact toughness and tribological properties was discussed. The investigations showed greater ability of strengthened FeAl alloy to absorb the energy during impact tests as compared to unreinforced FeAl alloy. Moreover, the study proved, that strengthening of FeAl alloy with Yttrium oxide enhances the possibility to control the structural evolution of this material and has an advantageous influence on its properties.

PL

W niniejszej pracy analizie poddany został wpływ umocnienia tlenkiem itru (Y2O3) na rozwój mikrostruktury oraz wybrane własności stopu z grupy FeAl. Jako materiał wyjściowy do badań zastosowano zarówno rozpylany wodą proszek stopu FeAl, jak i mieszanine proszku FeAl i 5 % obj. tlenku itru. Dyskusji poddany został wpływ umocnienia stopu FeAl na jego udarność oraz własności tribologiczne. Oba rodzaje materiałów zostały w pełni zagęszczone poprzez prasowanie na goraco w temperaturze 1100 C w atmosferze argonu. Badania wykazały większą zdolność materiału umocnionego tlenkiem itru do absorbcji energii podczas obciążeń w porównaniu do materiału nieumocnionego dyspersyjnymi cząstkami Y2O3. Na podstawie wykonanych badań można stwierdzić, że umocnienie stopu FeAl tlenkiem itru poszerza możliwości sterowania jego struktura oraz korzystnie wpływa na własności tego materiału.

9

Microstructure evolution at the Cu-Ti interface during high temperature synthesis of copper-intermetallic phases layered composite

Dziadoń A., Konieczny M., Gajewski M., Iwan M., Rzączyńska Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 2

455-466

EN

Structural transformations connected with a new processing technique used for fabrication of the copper-intermetallic phases layered composites from copper and titanium sheets were investigated. Formation and growth of intermetallic phases produced at elevated temperatures at the copper-titanium interface were examined for both polyphase diffusion and for process occurring in the liquid phase presence. Since no exothermic peak has been dedected during differential thermal analysis for the Cu-Ti couple, it is suggested that the process of intermetallic phases synthesis is not of the SHS type. Results of the microscope observations and electron probe microanalysis allowed, on the basis of the Cu-Ti equilibrium diagram, to recognize a row of intermetallic compounds that were synthesised in the layer form at the Cu-Ti interface. The measurements have shown that for intermetallics synthesis with the liquid phase contribution the rate of the layer growth exceeds many times the layer growth rate due to polyphase difussion. It was demonstrated that in the way of high temperature synthesis of intermetallic phases with the liquid phase presence the copper-intermetallic phases layered composite can be processed from copper sheet and titanium foil, stocked alternatively into a packet. As-synthesised composite layers containing intermetallic phases are metallurgically bonded with the copper layers.

PL

Badano przemiany strukturalne związane z nową techniką uzyskiwania z blach miedzi i tytanu kompozytów warstwowych miedź-fazy międzymetaliczne. Analizowano wysokotemperaturowy proces formowania i wzrostu warstwy faz międzymetalicznych na granicy między miedzią a tytanem, który może przebiegać zarówno na drodze dyfuzji reaktywnej, jak i z udziałem fazy ciekłej. Termiczna analiza różnicowa przeprowadzona na próbce-parze dyfuzyjnej Cu-Ti nie ujawniła pików egzotermicznych mogących świadczyć, że reakcje tworzenia faz międzymetalicznych są typu SHS. Obserwacje mikroskopowe oraz mikroanaliza rentgenowska pozwoliły, w oparciu o układ równowagi fazowej miedź-tytan, rozpoznać szereg związków międzymetalicznych tworzących warstwę na granicy między miedzią a tytanem. Z pomiarów wynika, że gdy proces syntezy faz międzymetalicznych zachodzi z udziałem fazy ciekłej wzrost warstwy faz międzymetalicznych jest wielokrotnie szybszy niż w przypadku przemian strukturalnych zachodzących w wyniku dyfuzji reaktywnej. Pokazano, że z blachy miedzianej i folii tytanu ułożonych naprzemiennie w pakiet uzyskać można, na drodze wysokotemperaturowej syntezy faz międzymetalicznych z udziałem fazy ciekłej, kompozyt miedź-fazy międzymetaliczne. Utworzone w wyniku syntezy warstwy kompozytu zawierające fazy międzymetaliczne połączone są metalurgicznie z warstwami miedzi.

10

Correlation between microstructural evolution in heat affected zonę and corrosion behaviourof Al-Cu alloy

Kuźnicka B., Podrez-Radziszewska M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 3

933-938

EN

The purpose of this work was to iiwestigate microstructure of a heat affected zonę (HAZ) of aluminium alloy 2017A-T4 to determine its effect on corrosion behaviour of this alloy. The microstructure in HAZ was simulated by local rapid heating of the alloy and immediate cooling in air. Corrosion testing was performed by exposure to marinę onshore atmosphere. The microstructure examinations were carried out using light microscopy, scanning electron microscopy, X-ray energy dispersion and X-ray diffraction analysis. A elear correlation was found between microstructure and susceptibility to intercrystalline and pitting corrosion in the zones heated to temperatures below, close and above the solvus line.

PL

Celem pracy było zbadanie zmian mikrostruktury w strefie wpływu ciepła (SWC) stopu 2017A-T4 oraz określenie jej wpływu na przebieg korozji stopu. Zmiany mikrostruktury analogiczne do zmian w SWC połączeń spawanych otrzymano przez lokalne, szybkie nagrzanie jednego końca rurowej próbki i natychmiastowe ochłodzenie w powietrzu. Badania korozyjne przeprowadzono poddając stop ekspozycji w atmosferze klimatu morskiego, w głębi lądu. Badania mikrostruktury przeprowadzono przy zastosowaniu technik mikroskopii świetlnej, elektronowej mikroskopii skaningowej, analizy dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego oraz analizy dyfrakcji rentgenowskiej. Znaleziono wyraźną korelację pomiędzy mikrostrukturą a podatnością stopu na korozję międzykrystaliczną i wżerową w strefach nagrzania do temperatury niższej, bliskiej i wyższej od linii granicznej rozpuszczalności.

11

Bulk modulus as a material characteristic independent of texture

Witczak P., Witczak Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

283-288

EN

It was shown, using as an example a stoichiometric NiAI intermctalic compound of a cubic B2 structure, that the bulk modulus, as an invariant of the tensor of elasticity is a physical quantity describing the properties of a porous polycrystalline material independently of its texture. To show this, the tensor of elasticity for materials of different texture and porosity resulting from different processing routes was measured using ultrasonic method. Variety of texture and porosity in materials were achieved by combination of the following technological processes: casting, self-sustained high temperature synthesis, hydroextrusion and hot isostatic pressing. It was also shown that the value of the bulk modulus is related to the porosity of the material more explicitly than the mean value of Young's modulus.

PL

Na przykładzie stechiometrycznego związku międzymetalicznego NiAI o strukturze regularnej B2, pokazano, że moduł sprężystości objętościowej, jako niezmiennik tensora sprężystości, jest dla porowatego materiału polikrystalicznego wielkogcią niezależną od tekstury. W tym celu, metodami ultradźwiękowymi zmierzono tensor sprężystości materiałów o różnej teksturze i porowatości wytworzonych kilkoma technologiami. Zmiany tekstury i porowatości osiągnięto poprzez kombinację nastepujących procesów technologicznych: odlewanie, samopodtrzymująca się synteza wysokotemperaturowa, hydroekstruzja, izostatyczne prasowanie na gorąco. Pokazano także, że wartość modułu sprężystości objętościowej wyraźniej zależy od porowatości materiału niż średnia wartość modułu Younga.

12

Stability of second phase particles during processing by hydrostatic extrusion

Lewandowska M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2006

|

Vol. 51, iss. 4

569-574

EN

In the present work, the stability of second phase particles in an aluminium alloy during the processing by hydrostatic extrusion and their effect on the process of grain refinement have been investigated. Two types of intermetallics: primary particles and secondary precipitates have been taken into account. The results have shown that the processing by hydrostatic extrusion affects both types of them. The secondary plate-like precipitates transform into spherical particles. Primary particles decrease slightly their size, change their shape into more regular and become more uniformly distributed in the matrix. Intermetallics of both types affect also the process of grain refinement which is favoured by the presence of large primary intermetallics whereas delayed by small precipitates.

PL

W niniejszej pracy analizowano stabilność cząstek drugiej fazy w stopach aluminium podczas kształtowania metodą wyciskania hydrostatycznego. Analizę przeprowadzono dla dwóch rodzajów cząstek: (1) pierwotnych cząstek faz międzymetalicznych oraz (2) wtórnych wydzieleń faz międzymetalicznych. Uzyskane wyniki pozwoliły ustalić, że proces wyciskania hydrostatycznego powoduje rozdrobnienie i zmianę kształtu wydzieleń z płytkowego na sferoidalny. Wykazano także, że pierwotne cząstki faz międzymetalicznych podczas procesów wyciskania hydrostatycznego nieznacznie zmniejszają swoje rozmiary, ich kształt staje się bardziej regularny, a rozmieszczenie bardziej jednorodne. Określono także wpływ tych cząstek na proces rozdrobnienia ziarna. Stwierdzono, że duże cząstki pierwotnych faz międzymetalicznych sprzyjają procesowi rozdrobnienia ziarna, natomiast wtórne wydzielenia opózniają ten proces.

13

Processing and microstructure of a Ti-25Nb-22Al alloy

Dymek S., Wróbel M., Blicharski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2006

|

Vol. 51, iss. 1

91-95

EN

The paper shows preliminary results of the processing and characterization of a Ti-25Nb-22Al (at.%) alloy. The alloy was synthesized by mechanical alloying followed by hot pressing at 1300C. In the microstructure of the alloy two phases prevailed: Ti3Al-based phase and Nb3Al-based one. Minor amounts of titanium solid solution and oxide dispersoid were also found. Oxide dispersoid was introduced to the microstructure in order to improve strength and creep resistance at elevated temperatures. Preliminary mechanical tests showed that fracture toughness of the synthesized material, about 15 MPa m0.5, is relatively high comparing to other intermetallis

PL

Praca obejmuje wyniki wstępnych badań nad wytwarzaniem i własnościami stopu Ti-25Nb-22Al (at.%). Stop wytworzono metodą mechanicznej syntezy połączoną z późniejszą konsolidacją proszków przez prasowanie pod ciśnieniem w temperaturze 1300C. W mikrostrukturze wytworzonego stopu przeważały dwie fazy: jedna na osnowie fazy międzymetalicznej Ti3Al, a druga na osnowie Nb3Al. Obok tych faz występował jeszce roztwór stały na osnowie Ti oraz dyspersoid tlenkowy. Dyspersoid tlenkowy został wprowadzony do mikrostruktury w celu poprawy wytrzymałości i odporności na pełzanie w podwyższonej temperaturze. Wstępne badania mechaniczne wykazały, że odporność na pękanie wytworzonego stopu, około 15 MPa m0.5, jest stosunkowo duża w porównaniu do innych stopów na osnowie faz międzymetalicznych.

14

Effect of 5 at.% addition of Cr, V and W on microstructure and mechanical properties of γ-TiAl based alloys

Dymek S., Wróbel M., Blicharski M., Witczak Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2006

|

Vol. 51, iss. 1

97-102

EN

Alloys with chemical compositions TiAl48, TiAl45Cr5, TiAl45V5 and TiAl45W5 were synthecised by mechanical alloying. The compaction of powders was perform by hot pressing (pressure sintering) at 1300C and pressure 25 MPa or by hot isostatic pressing at pressure of 1.4 GPa. Hot isostatic pressing produced alloys with exceptionally high yield strength approaching 2.5 GPa along with satisfactory ductility and fracture toughness. On the other hand, the consolidation of powders at low pressure turned out to be not an adequate compaction method for the produced alloys. The produced alloys were formed mostly by the expected phases ( and 2-based ones), however, their chemical composition departed from stoichiometry.

PL

Wpracy wytworzono i badano stopy o następujących składach chemicznych: TiAl48, TiAl45Cr5, TiAl45V5 oraz TiAl45W5 (% at.). Jako metodę wytwarzania wybrano mechaniczną syntezę proszków czystych metali. Konsolidacje proszków przeprowadzono poprzez prasowanie na goraco (spiekanie pod ciśnieniem) w temperaturze 1300C i przy ciśnieniu 25 MPa oraz przez izostatyczne prasowanie na gorąco przy ciśnieniu 1,4 GPa. Stopy poddane izostatycznemu prasowaniu na gorąco wykazywały wyjątkowo dużą granicę plastyczności dochodzącą do 2,5 GPa przy zachowaniu zadowalającej ciągliwości i odporności na pękanie. Prasowanie na gorąco przy małym ciśnieniu prowadziło do wytworzenia stopów o znacznie gorszych właśiwościach. Produkowane stopy zbudowane były zgodnie z oczekiwaniami z faz na osnowie Wpracy wytworzono i badano stopy o nastepujacych składach chemicznych: TiAl48, TiAl45Cr5, TiAl45V5 oraz TiAl45W5 (% at.). Jako metode wytwarzania wybrano mechaniczna synteze proszków czystych metali. Konsolidacje proszków przeprowadzono poprzez prasowanie na goraco (spiekanie pod cisnieniem) w temperaturze 1300C i przy cisnieniu 25 MPa oraz przez izostatyczne prasowanie na goraco przy cisnieniu 1,4 GPa. Stopy poddane izostatycznemu prasowaniu na goraco wykazywały wyjatkowo duza granice plastycznosci dochodzaca do 2,5 GPa przy zachowaniu zadowalajacej ciagliwosci i odpornosci na pekanie. Prasowanie na goraco przy małym cisnieniu prowadziło do wytworzenia stopów o znacznie gorszych własciwosciach. Produkowane stopy zbudowane były zgodnie z oczekiwaniami z faz na osnowie γ i α2, lecz ich skład chemiczny odbiegał od składów stechiometrycznych.

15

The effect of microstructure on ductility of NiAL

Dollár A., Dymek S., Dollár M.

Archives of Metallurgy

|

2002

|

Vol. 47, iss. 1

3-15

EN

NiAl, an intermetallic compound with the B2 ordered structure, exhibits potential as a viable high temperature structural material. Hawever, before this material (and other intermetallics) can be of practical use a number of technical problems must be overcome, including lack of ductility at the room temperature. In an attempt to address the brittleness of NiAl, and based on a premise that grain refinement may lead to significant ductility improvements mechanical alloying and nanocrystalline synthesis were used to produce fine-grained NiAl. The mechanically alloyed NiAl with an average grain size of about 0.5um, unlike its coarse grained, cast counterpart, exhibits a notable room temperature compressive ductility due to two contributing microstructural factors: i) the development of the <110> texture during hot extrusion leading to the activation of additional slip systems, and ii) the predominance of low angle grain boundaries. In the nanocrystalline form, NiAl with an average grain size in the range from 2 to 10 mm, exhibits measurable room temperature ductility in biaxial disc tests, unlike itscoarse-grained counterpart. This observation can be explained assuming that diffusional, rather than dislocacion, mechanisms control plastic deformation of the nanocrystalline NiAl. The emphasis of the present paper is on rationalizing the inproved room temperature ductility in mechanically alloyed and nanocrystalline NiAl. The most significant conclusion of the present discusiion - contraty to widespread beliefs - is that grain size plays only an indirect role in controlling ductility.

PL

NiAl, związek międzymetaliczny o strukturze krystalicznej B2 jest potencjalnym materiałem do zastosowań konstrukcyjnych w wysokich temperaturach. Jednakże, zanim ten materiał (a także inne intermetaliki) znajdzie praktyczne zastosowanie muszą zostać pokonane liczne techniczne przeszkody, włączając w to kruchość w temperaturze pokojowej. Opierając się na założeniu, że rozdrobnienie ziarna może prowadzić do znacznej poprawy plastyczności NiAl, wytworzono ten zwiazek w drobnoziarnistej postaci metodami mechanicznej oraz nanokrystalicznej syntezy. Mechanicznie wytwarzany NiAl, o wielkości ziarna ok. 0,5 um, wykazywał znaczną plastyczność podczas próby ściskania w temperaturze pokojowej, w przeciwieństwie do NiAl wytwarzanego klasyczną metodą wytapiania. Przyczynami wzrostu plastyczności w materiale wytwarzanym mechanicznie były: i) rozwój tekstury włóknistej <110> podczas "na gorąco", która ułatwia aktywację dodatkowych systemów poślizgu, oraz ii) duży udział w strukturze granic niskokątowych. W nanokrystalicznej formie o wielkości ziarna ok. 2 do 10 nm, NiAl wykazywał w temperaturze pokojowej mierzalną ciągliwość w dwuosiowej próbie zginania, natomiast materiał o większym ziarnie był kruchy. Obserwacja ta prowadzi do wniosku, że dyfuzyjne, a nie dyslokacyjne mechanizmy kontrolują odkształcenie plastyczne NiAl w nanokrystalicznej formie. W niniejszej pracy położono nacisk na wyjaśnienie zjawiska poprawy plastyczności NiAl w temperaturze pokojowej wywołanego rozdrobnieniem ziarna. Najważniejszym osiągnięciem tej pracy jest wykazanie, wbrew ogólnemu przekonaniu, że zmniejszenie wielkości ziarna w NiAl wpływa jedynie w pośredni sposób na plastyczność.