It is well known that iron is one of the most common impurity elements found in aluminum and its alloys. Iron in the aluminum forms an intermetallic compounds such as $FeAl_3$. The $FeAl_3$ particles on the aluminum surface are one of the most detrimental phases to the corrosion process and anodizing procedure for aluminum and its alloys. Trial and error surface treatment will be carried out to find the preferential and effective removal of $FeAl_3$ particles on the surfaces without dissolution of aluminum matrix around the particles. One of the preferable surface treatments for the aim of getting $FeAl_3$ free surface was an electrochemical treatment such as cathodic current density of $-2kAm^{-2}$ in a 20-30 mass% $HNO_3$ solution for the period of 300s. The corrosion characteristics of aluminum surface with $FeAl_3$ free particles are examined in a $0.1kmol/m^3$ NaCl solution. It is found that aluminum with free $FeAl_3$ particles shows higher corrosion resistance than aluminum with $FeAl_3$ particles.
Fe-aluminides have the potential to replace many types of stainless steels that are currently used in structural applications. Once commercialized, it is expected that they will be twice as strong as stainless steels with higher corrosion resistance at high temperatures, while their average production cost will be approximately 10% of that of stainless steels. Self-propagating, high-temperature Synthesis (SHS) has been used to produce intermetallic and ceramic compounds from reactions between elemental constituents. The driving force for the SHS is the high thermodynamic stability during the formation of the intermetallic compound. Therefore, the advantages of the SHS method include a higher purity of the products, low energy requirements and the relative simplicity of the process. In this work, a Fe-aluminide intermetallic compound was formed from high-purity elemental Fe and Al foils via a SHS reaction in a hot press. The formation of iron aluminides at the interface between the Fe and Al foil was observed to be controlled by the temperature, pressure and heating rate. Particularly, the heating rate plays the most important role in the formation of the intermetallic compound during the SHS reaction. According to a DSC analysis, a SHS reaction appeared at two different temperatures below and above the metaling point of Al. It was also observed that the SHS reaction temperatures increased as the heating rate increased. A fully dense, well-bonded intermetallic composite sheet with a thickness of $700\;{\mu}m$ was formed by a heat treatment at $665^{\circ}C$ for 15 hours after a SHS reaction of alternatively layered 10 Fe and 9 Al foils. The phases and microstructures of the intermetallic composite sheets were confirmed by EPMA and XRD analyses.
To elucidate the effect of aging time on resistance to localized corrosion of hyper duplex stainless steel, a double-loop electrochemical potentiokinetic reactivation test a potentiodynamic anodic polarization test, a scanning electron microscope-energy dispersive spectroscope analysis, and a thermodynamic calculation were conducted. With an increase in aging time, sigma phases are precipitated much more than chi phases due to the meta-stable chi phase acting as a transition phase. As aging time at $850^{\circ}C$ increases, the corrosion resistance decreases owing to an increase in Cr, Mo and W depleted areas adjacent to the intermetallic phases such as sigma phases and chi phases.
Mechanical and thermal properties of spray-cast hypereutectic Al-20wt.%Si-xwt.%Fe alloys (x=0, 1, 3, 5) were investigated. After the spray-casting, hot extrusion was performed at $400^{\circ}C$. Intermetallic compound (${\beta}-Al_5FeSi$) and primary Si are observed in the spray-cast aluminum alloys. The size of primary Si and intermetallic compound of the spray-aluminum alloys became finer and more uniformly distributed than that of the permanent mold cast ones. Ultimate tensile strength of the spray-cast aluminum alloys increased by increasing Fe contents, but that of the permanent mold cast aluminum alloys decreased by increasing Fe contents possibly due to increased amount of coarse intermatallic compound. The coefficient of thermal expansion (CTEs) of the aluminum alloys became lower with finer primary Si and intermetallic compound, and this is attributed to the increased amount of interfacial area between the aluminum matrix and the phases of finer Si and intermetallic compound.
A plate heat exchanger (PHE) normally uses vacuum brazing technology for connecting plates and fins. However, the reliability of high temperature brazing, especially with nickel-based filler metals containing boron the formation of brittle intermetallic compounds (IMCs) in brazed joints is of major concern. since they considerably degrade the mechanical properties. This research was examined the vacuum brazing of commercially SUS304 stainless steel with BNi-2 (Ni-Cr-B-Si) filler metal, and discussed to determine the influence of brazing temperatures on the microstructure and mechanical strength of brazed joints. In the metallographic analysis it is observed that considerable large area of Cr-B intermetallic compound phases at the brazing layer and the brazing tensile strength is related to removal of this brittle phase greatly. The mechanical properties of brazing layer could be stabilized through increasing the brazing temperature over $100^{\circ}C$ more than melting temperature of filler metals, and diffusing enough the brittle intermetallic compound formed in the brazing layer to the base metal.
The Ti-aluminide intermetallic compound was formed from high purity elemental Ti and Al foils by self-propagating, high-temperature synthesis(SHS) in hot press. formation of $TiAl_3$ at the interface between Ti and Al foils was controlled by temperature, pressure, heating rate, and so on. According to the thermal analysis, it is known in this study that the heating rate is the most important factor to form the intermetallic compound by this SHS reaction. The V layer addition between Al and Ti foils increased SHS reaction temperatures. The fully dense, well-boned inter-metallic composite($TiA1/Ti_3$Al) sheets of 700 m thickness were formed by heat treatment at $1000^{\circ}C$ for 10 hours after the SHS reaction of alternatively layered 10 Ti and 9 Al foils with the V coating layer. The phases and microstructures of intermetallic composite sheets were confirmed by EPMA and XRD.
Shahmohammadi, M.;Simchi, A.;Danninger, H.;Arvand, A.
한국분말야금학회:학술대회논문집
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한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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pp.536-537
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2006
In the present work, the sintering behavior of high strength Al-5.6Zn-2.5Mg-1.6Cu (in wt.%) alloy compacts prepared from elemental powders was investigated. Microstructural evaluation was accompanied by XRD and DSC methods in order to determine the temperature and chemical composition of the liquid phases formed during sintering. It was found that three transient liquid phases are formed at 420, 439 and 450 $^{\circ}C$. Microstructural study revealed the progressive formation of sintered contacts due to the presence of the liquid phases, although the green compact expands as a result of the melt penetration along the grain boundaries. While Zn melts at ${\sim}420\;^{\circ}C$, the intermetallic phases formed between Al and Mg were found to be responsible for the formation of liquid phase and the dimensional change at higher temperatures.
본 연구에서는 MA 방법을 사용하여 $Al_3$Nb 금속간화합물의 조성에 Zr을 첨가하여 $Al_3$(Nb$_{1-x}$ )Zr$_{x}$ 합금분말을 제조한 후 이에 따른 상변화 거동 및 미세구조특성을 분석하였다. MA는Al$_3$(Nb$_{1-x}$ )Zr$_{x}$의 조성으로 Al, Nb, Zr 원료분말과 arc meltinly된 $Al_3$Nb, $Al_3$Zr 금속간화합물 분말을 사용하여 300rpm의 회전속도로 20시간 동안 MA하였다. 이때의 정상상태의 원료분말은 약 4$\mu\textrm{m}$의 평균입도와 약 12~18nm의 결정립크기를 가졌으며, arc melting된 분말은 약 2$\mu\textrm{m}$의 평균입도와 약 14nm의 결정립크기를 가지는 분말을 얻을 수 있었다 원료분말과 금속간화합물 분말의 MA 기구는 상이한 거동을 나타내었으며, 분말의 내부변형량은 원료분말이 금속간화합 분말보다 내부변형량이 더 많이 축적되었다. 이는 원료분말의 MA 경우 냉간 압접과 파괴가 반복적으로 진행되었지만 금속간화합물 분말은 취약한 화합물상이어서 냉간압접 보다는 파괴가 지배적으로 진행되었기 때문이다. 원료분말을 MA하였을 경우에는 Al (Nb.Zr)$_2$상이 형성되었으나 금속간화합물 분말로 MA하였을 경우에는 3원계 화합물상이나 비정질상으로 상변태 되지 않고 단지 두 합금상이 분쇄되어 나노복합화 되었다. 후속 열처리에 의해 원료분말인 경우에는 $Al_3$(Nb.Zr)의 화합물상이 쉽게 형성되었으나, 금속간화합물 분말의 경우에는 새로운 상 생성은 얼었고 단지 열처리 전의 분말내부에 쌓여있던 내부변형에너지가 약 60% 정도 감소하였다.
This paper is aimed to understand the effect of different galvannealing temperatures on the frictional properties and Fe-Zn intermetallic phases of the galvannealed (GA) coatings on steel sheets. Their galvannealing treatments were conducted at 465, 505, 515 and $540^{\circ}C$ for about 10s in the additional heating furnace of an industrial continuous hot-dip galvanizing line. The mechanical and the frictional properties of the coatings were estimated using nanoindentation, nanoscratch, micro vickers hardness tests and flat friction tests, which were performed at contact pressures of 4, 20 and 80MPa. Also, the correlation between the microstructure and the frictional properties of the GA coatings were investigated by SEM observation for the cross-section of the GA coating after and before flat friction tests. The results showed that the mechanical and the frictional properties of the coatings are strongly dependent on their phase distributions and microstructure. Especially, in low contact pressure of 4MPa the frictional properties of the coatings were dependent on the surface phases and morphology, while in high contact pressure of 80MPa it was influenced by their mechanical properties based on the dominant phase distributions.
Mg-Ni nanoparticles were synthesized by a physical vapor condensation method (DC arc-discharge) in a mixture of argon and hydrogen atmosphere, using compressed mixture of micro powders as the raw materials. The crystal phases, morphology, and microstructures of nanoparticles were analyzed by means of X-ray diffraction (XRD) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). It was found that the intermetallic compounds of $Mg_2Ni$ and $Mg_2Ni$ formed with existence of phases of Mg, Ni, and MgO in Mg-Ni nanoparticles. After one cycle of hydrogen absorption/desorption process (activation treatment), Mg-Ni nanoparticles exhibited excellent hydrogen absorption properties. $Mg_2Ni$ phase became the main phase by aphase transformation during the hydrogen treatments. The phenomenon of refinement of grain size in the nanoparticle was also observed after the hydrogen absorption/desorption processes, which was attributed to the effect of volume expansion/shrinkage and subsequent break of nanoparticles. Maximum hydrogen absorption contents are 1.75, 2.21 and 2.77 wt.% at 523, 573 and 623 K, respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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