Struktura warstwy produktów oraz procesy dyfuzyjne zachodzące podczas utleniania stopu Ti-46Al-7Nb

• Autorzy: Król, S. , Małecka, J. , Zemčik, L.
• Konferencja: Metody oceny struktury oraz własności materiałów i wyrobów/sympozjum (XXII ; 6-8.XI.2007 ; Svratka, Czechy)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono kinetykę cyklicznego utleniania w powietrzu stopu Ti-46 Al-7Nb-0,7Cr-0,lSi-0,2Ni, budowę warstwy tlenków i metalicznego podłoża oraz analizę procesów dyfuzyjnych zachodzących podczas utleniania badanego stopu. Przeprowadzone próby utleniania stopu Ti-46Al-7Nb w zakresie realizowanych 60 cykli wykazały, iż w temperaturze 875-925°C następuje wyłącznie przyrost masy, który nasila się po przekroczeniu temperatury 900°C. Tworzące się produkty utleniania wykazywały dobrą przyczepność do metalicznego podłoża. Wyższa temperatura (950°C i 975°C) powoduje przyrost masy jedynie w początkowych cyklach utleniania, a następnie występuje tendencja spadkowa, wskutek odpryskiwania zgorzeliny w cyklu chłodzenia. Szybkość wzrostu produktów utleniania silnie zależy od temperatury. Procesy dyfuzyjne aktywizują się wraz ze wzrostem temperatury i czasu utleniania, przyczyniając się do utraty spójności zgorzeliny z podłożem. Na podstawie przeprowadzonych badań, analizując obrazy przełomów i przekrojów poprzecznych utlenianego stopu, można stwierdzić, iż powstała warstwa charakteryzuje się zawsze identyczną kolejnością podwarstw niezależnie od temperatury procesu utleniania: 1. Warstwa zewnętrzna zbudowana ze słupkowych krystalitów rutylu TiO2. Na utlenianym stopie tworzą się krystality słupkowe wzrastające ponad powierzchnię w różnych kierunkach. Wzrastają one nie tylko w wyniku odrdzeniowej dyfuzji jonów tytanu, lecz również w wyniku dyfuzji powierzchniowej, 2. Bezpośrednio pod słupkowymi krystalitami rutylu występuje kolejna podwarstwa, bogata w AI2O3 i zawierająca także tlenki TiO2, 3. Trzecia podwarstwa to wielofazowa warstwa złożona z AI2O3, TiO2 oraz tlenków metali wchodzących w skład stopu, 4. W obszarze metalicznego podłoża badanego stopu, przebiegają również procesy dyfuzyjne i dlatego w metalicznym podłożu tworzy się przerywane mikropasmo bogate w pierwiastki będące składnikami stopowymi o wysokich liczbach atomowych (Nb,CriNi).

Słowa kluczowe

PL

stop Ti-46Al-7Nb; utlenianie stopu Ti-46Al-7Nb; struktura warstwy produktów

• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 321, z. 89
• Strony: 75-76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Król, S.

autor

Małecka, J.

autor

Zemčik, L.

• Politechnika Opolska, Opole

Bibliografia

• [1] CLEMENS H., KESTLER H.: Advanced Engineering Materials, 2. No 9, 2000, 551-570.
• [2] ASM Handbook, vol.3. Alloy Phase Diagrams, Metal treatment, Structure and Joining Collection. Section: Binary Alloy Phase Diagrams, Standard Content, 1998.
• [3] KRÓL S.: Stopy tytan-aluminium na osnowie faz międzymetalicznych i ich odporność na utlenianie, Ochrona przed korozją, nr 4/2005, 111-114.
• [4] SZKLINIARZ W.: Stopu z układu Ti-Al; Materiały metalowe z udziałem faz międzymetalicznych, pod redakcja Zbigniewa Bojara i Wojciecha Przetakiewicza, Wydanie I (2006), 66-88.
• [5] KAKARE S.A., TONEY J.B., ASWATH P.B.: Metallurgical and Materials Transactions, vol. 26A (1995), p.1835-1845.
• [6] CHAN K.S.: Metallurgical and Materials Transactions , vol. 23A (1992), p.497-507.
• [7] TAKASAKI A., FURUYA Y., TANEDA Y.: Metallurgical and Materials Transactions, vol. 29A (1998), p.307-314.
• [8] LEYENS C., BRAUN R., PETERS M., HOVESPIAN P.E., MUNZ W.D.: 10th World Conference on Tutanium, Hamburg 2003, in Ti-2003 Science and Technology, edited by G. Luetjerung and J.Albrecht, 2004, vol. IV, 2441-2448.
• [9] QU H.L., ZHOU L., WEI Y.G., ZHAO Y.Q.: 10th World Conference on Tutanium, Hamburg 2003, in Ti-2003 Science and Technology, edited by G. Luetjerung and J.Albrecht, 2004, vol. IV, 2449-2454.
• [10] KRÓL S., ZEMCIK L., PRA_MOWSKI M., PTACEK L.: Izotermiczne utlenianie w powietrzu wybranych stopów tytanu na osnowie faz międzymetalicznych; Zeszyty Naukowe Politechniki Opolskiej, Mechanika nr 86, 2005.
• [11] SZKLINIARZ W. : Materiały Konferencyjne „Tytan i jego stopy”, Cz-wa 2002, s.168.
• [12] SMIALEK J.L., HUMPHREY D.L.: Oxidation kinetics of cast TiAl3, Scripta Metallurgica et Materialia, Vol. 26 (1992), pp. 1763.
• [13] KRÓL S., PRA_MOWSKI M.: Wysokotemperaturowe utlenianie stopów na osnowie fazy gamma-TiAl: tworzenie warstwy tlenkowej; Inżynieria Materiałowa, nr 3/06, 456-459.
• [14] CLEMENS H., APPEL F., BARTELS R., BAUR H., GERLING H., GÜTHER V., KESTLER H.: in Ti-2003 Science and Technology 2004, vol. IV, 2123-2132.
• [15] SMIALEK J.L., BARRETT C.A.: Materials Selection and Design, Design for oxidation resistance, ASM Handbook, Vol.20, pp. 589-602, ASM International.
• [16] GASKELL D.R.: Introduction to Metallurgical Thermodynamics, McGraw-Hill Inc., 1973, p.269.
• [17] KRÓL S.: Mechanizm i kinetyka utleniania tytanu oraz wybranych stopów tytanu, Studia i monografie, Wyższa Szkoła Inżynierska w Opolu, Opole 1995.
• [18] BIRKS N., MEIER G.H.: Introduction to High Temperature Oxidations of Metals , Edward Arnold Ltd. London 1983, p.93-94.
• [19] KRÓL S.: Utlenianie stopów Ti-Al. na osnowie faz międzymetalicznych, Politechnika Opolska, Studia i Monografie, z.188, Opole 2006.