Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tác động của Phốt pho đến độ ổn định pha của hợp kim siêu bền Ni cơ sở có hàm lượng chịu nhiệt cao được chế tạo bằng bột
Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science - Tập 50 - Trang 5459-5475 - 2019
Tóm tắt
Tác động của phốt pho (P) đến độ ổn định pha của hợp kim siêu bền cơ sở Ni có hàm lượng chịu nhiệt cao được nghiên cứu một cách có hệ thống với việc thay đổi lượng thêm P. Sự tiến hóa vi cấu trúc của các hợp kim có thành phần giống hệt nhau với ba mức thêm P (0,013, 0,026 và 0,041 wt pct) đã được điều tra trong trạng thái hòa tan và sau khi trải qua nhiệt độ 800 °C trong thời gian lên đến 1000 giờ. Việc thêm P được phát hiện là phân tán mạnh mẽ ở các ranh giới hạt và làm giảm nhiệt độ nóng chảy ban đầu. Sự hiện diện của P góp phần vào việc hình thành pha Laves C14 khi tái đông đặc xảy ra với chất lỏng bắt đầu nóng chảy. Sự thêm P cũng ảnh hưởng đến độ ổn định pha ở trạng thái rắn của các hợp kim, vì quá trình lão hóa ở 800 °C dẫn đến sự hình thành các hạt kết tủa pha Laves C36. Sự gia tăng tỷ lệ pha Laves C36 có tương quan trực tiếp với sự gia tăng hàm lượng P trong hợp kim. Sự kết tủa rộng rãi của pha Laves C36 cuối cùng dẫn đến sự hình thành một cấu trúc đan giỏ được tạo thành từ hỗn hợp đan xen của pha Laves C14 và pha sigma trong quá trình phơi nhiệt dài hạn ở nhiệt độ 800 °C. Việc ổn định cấu trúc pha Laves do lượng thêm P nhỏ được phát hiện là nhất quán với các tính toán lý thuyết chức năng mật độ và có thể được hợp lý hóa thông qua các bản đồ cấu trúc liên kết nồng độ electron hóa trị và sự khác biệt về kích thước tương đối.
Từ khóa
#phốt pho #hợp kim bền #độ ổn định pha #vi cấu trúc #nhiệt độ nóng chảy #C14 Laves #C36 Laves #sigma phaseTài liệu tham khảo
R.C. Reed: The Superalloys: Fundamentals and Applications. Cambridge: Cambridge University Press, 2006.
2 T.M. Pollock and S. Tin: J. Propuls. Power, 2006, vol. 22, pp. 361–74.
3 T.M. Pollock: Nat. Mater., 2016, vol. 15, pp. 809–15.
4 A.K. Jena and M.C. Chaturvedi: J. Mater. Sci., 1984, vol. 19, pp. 3121–39.
P.A.J. Bagot, O.B.W. Silk, J.O. Douglas, S. Pedrazzini, D.J. Crudden, T.L. Martin, M.C. Hardy, M.P. Moody, and R.C. Reed: Acta Mater., 2017, vol. 125, pp. 156–65.
D.J. Crudden, B. Raeisinia, N. Warnken, and R.C. Reed: Metall. Mater. Trans. A, 2013, vol. 44, pp. 2418–30.
P. Kontis, A. Kostka, D. Raabe, and B. Gault: Acta Mater., 2019, vol. 166, pp. 158–67.
P. Kontis, H.A.M. Yusof, S. Pedrazzini, M. Danaie, K.L. Moore, P.A.J. Bagot, M.P. Moody, C.R.M. Grovenor, and R.C. Reed: Acta Mater., 2016, vol. 103, pp. 688–99.
P. Kontis, E. Alabort, D. Barba, D.M. Collins, A.J. Wilkinson, and R.C. Reed: Acta Mater., 2017, vol. 124, pp. 489–500.
W.D. Cao and R.L. Kennedy: in Superalloys 1996: Proceedings of the 8th International Symposium on Superalloys, 1996, pp. 589–97.
W.D. Cao and R.L. Kennedy: in Superalloys 718, 625, 706 and Various Derivatives, 1997, pp. 511–20.
C.G. McKamey, C.A. Carmichael, W.D. Cao, and R.L. Kennedy: Scr. Mater., 1998, vol. 38, pp. 485–91.
W.R. Sun, S.R. Guo, D.Z. Lu, and Z.Q. Hu: Metall. Mater. Trans. A 1997, 28 A, 649–54.
X. Xie, X. Liu, Y. Hu, B. Tang, Z. Xu, J. Dong, K. Ni, Y. Zhu, S. Tien, L. Zhang, and W. Xie: in Superalloys 1996: Proceedings of the 8th International Symposium on Superalloys, 1996, pp. 599–606.
S. Yang, W. Sun, J. Wang, Z. Ge, S. Guo, and Z. Hu: J. Mater. Sci. Technol., 2011, vol. 27, pp. 539–45.
X. Xie, X. Liu, J. Dong, Y. Iu, Z. Xu, Y. Zhu, W. Luo, Z. Zhang, and R.G. Thompson: in Superalloys 718, 625, 706 and Various Derivatives, 1997, pp. 531–42.
H. Song, S. Guo, and Z. Hu: Scr. Mater., 1999, vol. 41, pp. 215–9.
S. Guan, C. Cui, Y. Yuan, and Y. Gu: Mater. Sci. Eng. A, 2016, vol. 662, pp. 275–82.
M. Wang, J. Du, Q. Deng, Z. Tian, and J. Zhu: Mater. Sci. Eng. A, 2015, vol. 626, pp. 382–9.
S.J. Sijbrandij, M.K. Miller, J.A. Horton, and W.D. Cao: Mater. Sci. Eng. A, 1998, vol. 250, pp. 115–9.
T. Alam, P.J. Felfer, M. Chaturvedi, L.T. Stephenson, M.R. Kilburn, and J.M. Cairney: Metall. Mater. Trans. A, 2012, vol. 43, pp. 2183–91.
D.H. Ping, Y.F. Gu, C.Y. Cui, and H. Harada: Mater. Sci. Eng. A, 2007, vol. 456, pp. 99–102.
W. Liu, C. Ren, H. Han, J. Tan, Y. Zou, X. Zhou, P. Huai, and H. Xu: J. Appl. Phys., 2014, vol. 115, pp. 043706-1–7.
J.H. Du, X.D. Lu, Q. Deng, J.L. Qu, J.Y. Zhuang, and Z.Y. Zhong: Mater. Sci. Eng. A, 2007, vol. 452–453, pp. 584–91.
E.J. Pickering, H. Mathur, A. Bhowmik, O.M.D.M. Messé, J.S. Barnard, M.C. Hardy, R. Krakow, K. Loehnert, H.J. Stone, and C.M.F. Rae: Acta Mater., 2012, vol. 60, pp. 2757–69.
Y. Hasebe, M. Yoshida, E. Maeda, and S. Ohsaki: in Proceedings of the 9th International Symposium on Superalloy 718 & Derivatives, 2018, pp. 527–40.
Y. Hasebe, K. Takasawa, T. Ohkawa, E. Maeda, and T. Hatano: in Superalloys 2016: Proceedings of the 13th International Symposium on Superalloys, 2016, pp. 65–73.
M. Sundararaman, P. Mukhopadhyay, and S. Banerjee: in Superalloys 718, 625, 706 and Various Derivatives, 1997, pp. 367–78.
L.Z. He, Q. Zheng, X.F. Sun, H.R. Guan, Z.Q. Hu, A.K. Tieu, C. Lu, and H.T. Zhu: Mater. Sci. Eng. A, 2005, vol. 397, pp. 297–304.
R. Krakow, D.N. Johnstone, A.S. Eggeman, D. Hünert, M.C. Hardy, C.M.F. Rae, and P.A. Midgley: Acta Mater., 2017, vol. 130, pp. 271–80.
S. Antonov, J. Huo, Q. Feng, D. Isheim, D.N. Seidman, R.C. Helmink, E. Sun, and S. Tin: Mater. Sci. Eng. A, 2017, vol. 687, pp. 232–40.
J.X. Yang, Q. Zheng, X.F. Sun, H.R. Guan, and Z.Q. Hu: Mater. Sci. Eng. A, 2007, vol. 465, pp. 100–8.
R.C. Reed, M.P. Jackson, and Y.S. Na: Metall. Mater. Trans. A, 1999, vol. 30, pp. 521–33.
D.W. Hunt, D.K. Skelton, and D.M. Knowles: in Superalloys 2000: Proc. 9th Int. Symp. Superalloys, 2000, pp. 795–802.
A.S. Wilson: Mater. Sci. Technol., 2017, vol. 33, pp. 1108–18.
S. Antonov, M. Detrois, R.C. Helmink, and S. Tin: J. Alloys Compd., 2015, vol. 626, pp. 76–86.
B.H. Toby and R.B. Von Dreele: J. Appl. Crystallogr., 2013, vol. 46, pp. 544–9.
B. P.E.: Phys. Rev. B, 1994, vol. 50, pp. 17953–79.
G. Kresse and D. Joubert: Phys. Rev. B, 1999, vol. 59, pp. 1758–75.
J.P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof: Phys. Rev. Lett., 1996, vol. 77, pp. 3865–8.
A. van de Walle and M. Asta: Model. Simul. Mater. Sci. Eng., 2002, vol. 10, pp. 521–38.
A. van de Walle, M. Asta, and G. Ceder: Calphad, 2002, vol. 26, pp. 539–53.
D. Grüner, F. Stein, M. Palm, J. Konrad, A. Ormeci, W. Schnelle, Y. Grin, and G. Kreiner: Zeitschrift für Krist. - Cryst. Mater., 2006, vol. 221, pp. 158–62.
F. Stein, M. Palm, and G. Sauthoff: Intermetallics, 2004, vol. 12, pp. 713–20.
F. Stein, M. Palm, and G. Sauthoff: Intermetallics, 2005, vol. 13, pp. 1056–74.
F. Stein: Mater. Res. Soc. Symp. Proc., 2011, vol. 1295, pp. 299–310.
Z. Shi, X. Yan, and C. Duan: in Proceedings of the 9th International Symposium on Superalloy 718 & Derivatives, 2018, pp. 735–48.
B. Seiser, R. Drautz, and D.G. Pettifor: Acta Mater., 2011, vol. 59, pp. 749–63.
T. Hammerschmidt, A.F. Bialon, D.G. Pettifor, and R. Drautz, New J. Phys. 15, 0–18 (2013)
B. Seiser, T. Hammerschmidt, A.N. Kolmogorov, R. Drautz, and D.G. Pettifor: Phys. Rev. B, 2011, vol. 83, pp. 1–17.