Plastometric and microstructure tests of alloys Fe-28Al-Cr and Fe-38Al

Stopy na bazie uporządkowanych faz międzymetalicznych, tzw. intermetaliki, należą do grupy materiałów metalicznych o właściwościach pośrednich pomiędzy metalami a ceramiką. Szczególne zainteresowanie ze względu na korzystne właściwości znalazły stopy na osnowie faz międzymetalicznych Fe3Al i FeAl z układu Fe-Al. W artykule przedstawiono wpływ parametrów odkształcenia plastycznego na zmiany mikrostruktury stopów z układu Fe-Al. Odkształcenie realizowano w próbie osiowosymetrycznego ściskania na symulatorze Gleeble 3800, przy temperaturze w zakresie od 600 do 1200oC, z prędkością odkształcenia 0,1, 1,0 i 10,0 s-1. Na podstawie zależności naprężenia uplastyczniającego od odkształcenia wyznaczono maksymalne wartości naprężenia uplastyczniającego oraz odkształcenia odpowiadającemu temu naprężeniu w zależności od temperatury i prędkości odkształcenia. W celu obliczenia wartości parametru Zenera-Hollomona Z, czyli skorygowanej ze względu na temperaturę prędkości odkształcenia obliczono energię aktywacji Q procesu odkształcenia plastycznego. Przeprowadzono analizę mikrostruktury z użyciem mikroskopii świetlnej i elektronowej stopów Fe-28Al-5Cr i Fe-38Al w stanie odlewanym i po wyżarzaniu ujednorodniającym oraz po osiowosymetrycznym ściskaniu. Z analizy mikrostruktury wynika, że występują odmienne procesy odbudowy struktury dla stopów Fe-28Al-5Cr oraz Fe- 38Al. Dla stopu Fe-28Al-5Cr dominującym procesem odbudowy struktury jest zdrowienie dynamiczne, a dla stopu o wyższej zawartości aluminium Fe-38Al dominuje rekrystalizacja dynamiczna. Otrzymane wyniki badań plastyczności, analizy ilościowej i jakościowej substruktury oraz opis zjawisk zachodzących w trakcie odkształcenia na gorąco istotnie wpłyną na uzupełnienie dotychczasowej wiedzy o stopach na osnowie faz międzymetalicznych z układu Fe-Al.Alloys based on systematic intermetallic phases belong to a group of metallic materials which share the characteristics of metals and ceramics. On account of the highly advantageous properties, the Fe-Al intermetallic phase-based alloys, i.e. Fe3Al and FeAl, are considered particularly interesting. This article provides a discussion on the effect of plastic strain parameters on changes to the microstructure of the Fe-Al system alloys. The plastic strain was achieved in a test of axial-symmetric compression using the Gleeble 3800 simulator at temperatures ranging from 600oC to 1200oC with the strain rate of 0.1; 1.0 and 10.0 s-1. Based on the dependences between flow stress and strain thus established, it was possible to determine the maximum flow stress as well as the value of strain corresponding to this stress for different temperatures and strain rates. In order to calculate the Zener-Hollomon parameter Z which is deformation speed corrected due to temperature there was activation energy Q of the plastic deformation process calculated. The microstructure of the Fe-28Al-5Cr and the Fe-38Al alloy was analysed after casting and homogenising, and following the test of axial-symmetric compression using light and electron microscopy techniques. With reference to results of the microstructure analysis, it was evidenced that the Fe-28Al-5Cr and the Fe-38Al alloy displayed disparate processes of structure recovery. The predominant structure recovery process for the Fe-28Al- 5Cr alloy is known as dynamic recovery, while for the Fe-38Al alloy with a higher aluminium content, dynamic recrystallisation was proved to be dominant. The results produced by the plasticity tests, an analysis of the substructure as well as a description of the phenomena that took place during hot strain will exert significant influence on expanding the current state of knowledge about the Fe-Al intermetallic phase-based alloys