Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hợp kim intermetallic trialuminide cho ứng dụng ở nhiệt độ cao – tổng quan
Tóm tắt
Các trialuminide nhị phân thường kết tinh với cấu trúc tứ giác D022 (hoặc DO23) và thường tồn tại dưới dạng hợp chất tuyến tính, điều này làm cho việc sản xuất chúng dưới dạng vật liệu pha đơn trở nên rất khó khăn. Do cấu trúc tứ giác đã được sắp xếp với độ đối xứng thấp, các hợp chất này thể hiện sự dẻo dai hạn chế ở nhiệt độ phòng và ngay trên nhiệt độ phòng, dẫn đến việc chúng không tìm thấy ứng dụng kỹ thuật hữu ích nào. Hợp chất Al3Ti được biết đến có thể biến dạng qua sự sinh đôi có trật tự ở nhiệt độ phòng, không làm rối loạn độ đối xứng D022 của mạng trong quá trình biến dạng, nhưng chỉ dẫn đến bốn hệ thống biến dạng tiềm năng, điều này là không đủ cho tiêu chí độ dẻo von Mises tổng quát. Nỗ lực nghiên cứu gần đây đã chuyển hướng để cải thiện độ dẻo của các trialuminide bằng cách chuyển đổi cấu trúc tinh thể tứ giác (D022/D023) của chúng thành cấu trúc lập phương có trật tự Ll2 liên quan chặt chẽ, với hy vọng rằng số lượng hệ thống trượt độc lập tăng lên trong cấu trúc lập phương sẽ cho phép các hợp kim dễ dàng biến dạng hơn. Đã có báo cáo về độ dẻo đáng kể trong nén, và biến dạng dẻo đo được ở phía kéo của thanh cong, đặc biệt là trong các hợp kim Ll2 đã được sửa đổi bằng Cr và Mn. Tuy nhiên, bất chấp những dấu hiệu đầy hy vọng này trong các trialuminide Ll2, các hợp kim lập phương này vẫn đồng nhất giòn trong kéo ở nhiệt độ phòng. Hiện tại, hành vi giòn của các trialuminide Ll2 dường như là thuộc tính nội tại của bản chất của chúng, với rất ít khả năng cải thiện thông qua việc sửa đổi vi cấu trúc. Cuộc tranh cãi liên quan đến sự phân ly dislocation ở nhiệt độ phòng trong các trialuminide Ll2 đã được kết luận rằng các siêu dislocation ở các mặt phẳng 111 là các cặp phân ly APB chứ không phải là phần tử SISF-coupled. Trong việc cố gắng xác định những cách tiếp cận mới để vượt qua sự giòn của các hợp kim dựa trên trialuminide, đáng lưu ý rằng các hợp kim đa pha có lợi thế tiềm năng hơn so với các hợp kim pha đơn. Việc phát triển các vi cấu trúc duplex tinh mịn, thông qua việc kết hợp hợp kim thận trọng với các phương pháp xử lý nhiệt hoặc cơ nhiệt kiểm soát, có vẻ hứa hẹn để tăng cường độ dẻo của các hợp kim monolithic giòn. Dựa trên những bằng chứng này, có thể đề nghị rằng việc thiết kế và phát triển các vi cấu trúc đa pha hoặc duplex cho các hợp kim dựa trên trialuminide có thể cung cấp một phương pháp quan tâm trong việc cung cấp độ dẻo và/hoặc độ bền của các hợp kim này.
Từ khóa
#trialuminide #hợp kim #vật liệu #độ dẻo #nhiệt độ cao #vi cấu trúc #cấu trúc tinh thểTài liệu tham khảo
NMAB-419, National Academy Press, Washington, D.C. (1984).
P. Villars and L.D. Calvert,Pearson’s Handbook of Crystallographic Data for Intermetallic Phases (2nd. Ed.), ASM, Metals Park, Ohio (1991).
J. C. Schuster and H. Ipser,Z. Metallkd.,81, 389 (1990).
M. Yamaguchi and H. Inui, inIntermetallic Compounds—Principles and Practice, Vol. 2 (eds., J. H. Westbrook and R. L. Fleischer), John Wiley & Sons, New York, NY, p. 147 (1995).
K. Hirukawa, H. Mabuchi and Y. Nakayama,Scripta metall.,25, 1211 (1991).
A. Raman and K. Schubert,Z. Metallkd.,56, 40 (1965).
A. Raman and K. Schubert,Z. Metallkd.,56, 99 (1965).
A. Seibold,Z. Metallkd.,72, 712 (1981).
P. G. Nash, V. Vejins and W. W. Liang,Bull. of Alloy Phase Diagrams,3, 367 (1982).
H. Mabuchi, K. Hirukawa and Y. Nakayama,Scripta metall.,23, 1761 (1989).
H. Mabuchi, K. Hirukawa, H. Tsuda and Y. Nakayama,Scripta metall.,24, 505 (1990).
H. Mabuchi, K. Hirukawa, K. Katayama, H. Tsuda and Y. Nakayama,Scripta metall.,24, 1553 (1990).
S. Zhang, J. P. Nic and D. E. Mikkola,Scripta metall.,24, 57 (1990).
W.O. Powers and J.A. Wert, Metall. Trans., 21A, 145 (1990).
D. G. Pettifor,Mater. Sci. Tech.,4, 675 (1988).
K. S. Kumar, inStructural Intermetallics (eds., R. Darolia, J. J. Lewandowski, C. T. Liu, P. L. Martin, D. B. Miracle and M. V. Nathal), TMS, Warrendale, PA, p. 87 (1993).
F. H. Hayes, inTernary Alloys-A Comprehensive Compendium of Evaluated Constitutional Data and Phase Diagrams, Vol. 3 (eds., G. Petzow and G. Effenberg), VCH, New York, p. 426 (1993).
W. -S. Chang and B. C. Muddle,Mater. Sci. Eng,A192/193, 233 (1995).
W. -S. Chang and B. C. Muddle,Micron,25, 519 (1994).
W. -S. Chang and B. C. Muddle, Metals & Materials,2, 233 (1996).
M. Yamaguchi and Y. Umakoshi,Prog. Mat. Sci.,34, 1 (1990).
E. P. George, D. P. Pope, C. L. Fu and J. H. Schneibel,ISIJ International,31, 1063 (1991).
D. G. Morris, inStructural Intermetallics (eds., R. Darolia, J. J. Lewandowski, C. T. Liu, P. L. Martin, D. B. Miracle and M. V. Nathal), TMS, Warrendale, PA, p. 97 (1993).
D. E. Mikkola, J. P. Nic, S. Zhang and W. W. Milligan, ISIJ International,31, 1076 (1991).
C. McCullough, J. J. Valencia, C. G. Levi and R. Mehrabian,Acta metall.,37, 1321 (1989).
J. L. Murray, inBinary Alloy Phase Diagrams (2nd. ed.), Vol. 1 (ed., T. B. Massalski), ASM International, Materials Park, OH, p. 225 (1990).
A. Raman and K. Schubert,Z. Metallkd.,56, 44 (1965).
F. J. J. Van Loo and G. D. Rieck,Acta metall.,21, 61 (1973).
R. Miida,Jpn. J. Appl. Phys.,25, 1815 (1986).
A. Loiseau, G. Van Tendeloo, R. Portier and F. Ducastelle,J. Physique,46, 595 (1985).
K. Kaltenbach, S. Gama, D. Pinatti and K. Schulze,Z. Metallkd.,80, 511 (1989).
J. C. Mishurda and J. H. Perepezko, inMicrostructurel Property Relationships in Titanium Aluminides and Alloys (eds., Y -W. Kim and R. R. Boyer), TMS, Warrendale, PA, p. 3 (1991).
J. H. Perepezko and J. C. Mishurda, inTitanium ’92 Science and Technology (eds., F. H. Froes and I. Caplan), TMS, Warrendale, PA, p. 563 (1993).
R. Miida, M. Kasahara and D. Watanabe,Jpn. J. Appl. Phys.,19, L707 (1980).
A. Loiseau and C. Vannuffel,Phys. Stat. Sol.(a),107, 655 (1988).
S. Ogawa, inOrder-Disorder Transformations in Alloys (ed., H. Warlimont), Springer-Verlag, Berlin, p. 241 (1974).
P. R. Subramanian, J. P. Simmons, M. G. Mendiratta and D. M. Dimiduk,Mat. Res. Soc. Symp. Proc.,133, p. 51 (1989).
R. C. Hansen and A. Raman,Z. Metallkd.,61, 115 (1970).
D. P. Pope and S. S. Ezz,Int. Met. Rev.,29, 136 (1984).
M. Yamaguchi, Y. Umakoshi and T. Yamane,Phil. Mag.,A55, 301 (1987).
V. K. Vasudevan, R. Wheeler and H. L. Fraser,Mat. Res. Soc. Symp. Proc.,133, p. 705 (1989).
G. Vanderschaeve and T. Sarrazin,Phys. Stat. Sol(a),43, 459 (1977).
Y. Umakoshi, M. Yamaguchi, T. Yamane and T. Hirano,Phil. Mag.,A58, 651 (1988).
A. Raman,Z. Metallkd.,57, 535 (1966).
K. Hashimoto, H. Doi and T. Tsujimoto,J. Jpn., Inst. Metals,49, 410 (1985).
M. Paruchuri and T. Massalski,Mat. Res. Soc. Symp. Proc.,213, 143 (1991).
T. Ahmed and H.M. Flower,Mater. Sci. Eng.,A152, 31 (1992).
C. T. Liu,Int. Met. Rev.,29, 168 (1984).
J. P. Nic, S. Zhang and D. E. Mikkola,Scripta metall.,24, 1099 (1990).
J. P. Nic, S. Zhang and D. E. Mikkola,Mat. Res. Soc. Symp. Proc.,213, 697 (1991).
C. J. Sparks, W. D. Porter, J. H. Schneibel, W. C. Oliver and C. G. Golec, inAlloy Phase Stability and Design (eds. G. M. Stocks, D. P. Pope and A. F. Giamei)Mat. Res. Soc. Symp. Proc.,186, 175 (1991).
H. Mabuchi,Intermetallics,1, 1 (1993).
J. H. Schneibel and W. O. Porter,Mat. Res. Soc. Symp. Proc.,133, p. 335 (1989).
I. S. Virk, M. B. Winnicka and R. A. Varin,Scripta metall.,24, 2181 (1990).
V. Ya. Markiv, A. I. Storozhenko and I. N. Panyuta,Dop. Akad. Nauk Ukr. RSRA, Fiz-Mat. Tekh,36, 463 (1974).
W. -S. Chang, Ph. D Thesis, Department of Materials Engineering, Monash University, Clayton, Victoria, Australia, (1995).
M. B. Winnicka and R. A. Varin,Scripta metall.,25, 2297 (1991).
Z. L. Wu and D. P. Pope,Acta metall. mater.,42, 509 (1994).
L. Potez, A. Loiseau, S. Naka and G. Lapasset,J. Mater. Res.,7, 876 (1992).
P. Villars,J. Less-Common Met.,102, 199 (1984).
D. G. Pettifor,New Scientist,29, 48 (1986).
C. T. Liu, J. A. Horton and D. G. Pettifor,Mat. Res. Soc. Symp. Proc.,133, 37 (1989).
P. R. Munroe,Scripta metall. mater.,27, 1373 (1992).
A. K. Sinha,Trans. AIME,245, 237 (1969).
J. H. N. Van Vucht,J. Less-Common Metals,11, 308 (1966).
N. Durlu and O.T. Inal,Scripta metall.,25, 2475 (1991).
N. Durlu and O.T. Inal,Mater. Sci. Eng.,A152, 67 (1992).
P. R. Munroe and I. Baker,J. Mater. Res.,6, 943 (1991).
S. M. Kim, M. Kogachi, A. Kameyama and D. G. Morris,Acta metall. mater.,43, 3139 (1995).
H. J. Beattie, inIntermetallic Compounds (ed. J. H. Westbrook), John Wiley & Sons, Inc., New York, p. 144 (1967).
E. V. Kozlov, N. M. Kormin and N. M. Matveyeva,Izv., Acad. Nauk., Ser., Metalli,5, 150 (1979).
N. Furushiro and S. Hori,Acta metall.,33, 867 (1985).
A. Majumdar, Ph. D Thesis, Department of Materials Engineering, Monash University, Clayton, Australia (1989).
S. Srinivasan, P. B. Desch and R. B. Schwarz,Scripta metall.,25, 2513 (1991).
J. H. Schneibel, J. A. Horton and W. D. Porter,Mater. Sci. Eng.,A152, 126 (1992).
R. A. Varin, M. B. Winnicka and I. S. Virk, inStructural Intermetallics (eds., R. Darolia, J. J. Lewandovki, C. T. Liu, P. L. Martin, D. B. Miracle and M. V. Nathal), TMS, Warrendale, PA, p. 265 (1993).
K. S. Kumar and S. A. Brown,Acta metall. mater.,40, 1923 (1992).
K. S. Kumar and S. A. Brown,Phil. Mag.,A65, 91 (1992).
S. A. Brown and K. S. Kumar,J. Mater. Res.,8, 1763 (1993).
M. B. Winnicka and R. A. Varin,Scripta metall.,24, 611 (1990).
M. B. Winnicka and R. A. Varin,Scripta metall.,25, 1289 (1991).
K. Aoki and O. Izumi,Nippon Kinzoku Gakkaishi,43, 1190 (1979).
C. D. Turner, W. O. Powers and J. A. Wert,Acta metall.,37, 2635 (1989).
R. Lerf and D. G. Morris,Acta metall. mater.,39, 2419 (1991).
H. Inui, D. E. Luzzi, W. D. Porter, D. P. Pope, V. Vitek and M. Yamaguchi,Phil. Mag.,A65, 245 (1992).
W. O. Powers and J. A. Wert,Metall. Trans.,A21, 145 (1990).
G. Hu, S. Chen, X. Wu and X. Chen,J. Mater. Res.,4, 78 (1991).
D. G. Morris,J. Mater. Res.,7, 303 (1992).
P. Veissiere and D. G. Morris,Phil. Mag.,A67, 491 (1993).
S. Zhang, W. W. Milligan and D. E. Mikkola,Scripta metall. mater.,27, 1073 (1992).
S. Zhang, J. P. Nic, W. W. Milligan and D. E. Mikkola,J. Mater. Res.,9, 553 (1994).
L. Christodoulou, inSuppl. 2 to Encyclopedia of Materials Science and Engineering (edited by R. W. Cahn), Pergamon, Oxford, p. 1346 (1990).
Y. -W. Kim and D. M. Dimiduk,J. Miner. Met. Mater. Soc, TMS,43, 1991, pp. 40–47.
S. Guha, P. R. Munroe and I. Baker, inHigh Temperature Ordered Intermetallic Alloys III (C. T. Liu, A. I. Taub, N. S. Stoloff and C. C. Koch, eds.),MRS Symp. Proc.,133, MRS, Pittsburgh, PA, 1989, p. 633.
R. Yang, J. A. Leake and R. W. Cahn,Mater. Sci. Eng.,A152, 227 (1992).
W. Funk and E. Blank,Metall. Trans.,19A, 987 (1988).
D. Shechtman, W. J. Boettinger, T. Z. Kattamis and F. S. Biancaniello,Acta Metall.,32, 749 (1984).
P. R. Subramanian, M. G. Mendiratta, D. B. Miracle and D. M. Dimiduk, inIntermetallic Matrix Composites, (D. L. Anton, P. L. Martin, D. B. Miracle and R. McMeeking, eds.),MRS Symp. Proc.,194, MRS, Pittsburgh, PA, p. 147 (1990).
D. P. Mason, and D. C. Van Aken, inHigh Temperature Ordered Intermetallic Alloys IV (L. A. Johnson, D. P. Pope and J. O. Stiegler, eds.),MRS Symp. Proc.,213, MRS, Pittsburgh, PA, p. 1033 (1991).
B. Cockeram, H. A. Lipsitt, R. Srinivasan and I. Weiss,Scripta Metall. Mater.,25, 2109 (1991).
M. G. Mendiratta, J. J. Lewandowski and D. M. Dimiduk,Metall. Trans.,22A, 1573 (1991).
C. -P. Reip and G. Sauthoff,Intermetallics 1, 159 (1993).
M. G. Hebsur, I. E. Locci, S. V. Raj and M. V. Nathal,J. Mater. Res.,1, 1696 (1992).
P. R. Subramanian and J. P. Simmons,Scripta Metall. Mater.,25, 231 (1991).
S. Zhang and D. E. Mikkola,Scripta Metall. Mater.,26, 1315 (1992).
J. Y. Park, M. H. Oh, D. M. Wee, S. Miura and T. Mishima,Korean J. Mater. Res.,4, 906 (1994).
S. Biswas and R. A. Varin,Metall. Mater. Trans.,27A, 5 (1996).
S. Biswas and R. A. Varin,Metall. Mater. Trans.,27A, 71 (1996).