Alloy Design for Austenitic Heat-resisting Steels Strengthened by Intermetallic Compounds

金属间化合物强化奥氏体耐热钢的合金设计

基本信息

  • 批准号:
    14205102
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.78万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This research has focused on the phase equilibria, phase transformations and precipitation behavior of TCP and GCP compounds in Fe-Ni-M(M : transition metals) ternary systems at elevated temperatures, in order to get insight into a new concept for alloy development of austenitic heat resisting steels strengthened by intermetallic phases. As strengthening species, Fe_2Nb Laves(TCP) and Ni_3V(GCP) phases are used.Among Fe-Ni-M ternary systems, Fe_2Nb with C14 crystal structure has an extended composition homogeneity region and it can be in equilibrium with γ-Fe phase (Al). For example, Ni atoms can substitute for more than a half of Fe sublattice, and Zr atoms for twp-third of the Nb sublattice sites. Thus, solid solution alloying controls the lattice parameters of C14 structure, and the Laves phase can homogeneously precipitates in the γ matrix when its lattice parameter ratio (c/a) becomes 1.633. Based on these findings, we proposed a model Fe-Ni-Cr-Nb alloy.The Ni_3V with DO_<22> structure quenched from the high-temperature disordered Al (fcc) phase region consists of an unique multi-variant structure (MVS) with two habits planes of {010}と{101} due to its tetragonality (a_<DO22><a_<Al><c_<DO22>). We identified the formation mechanism and its composition region of MVS. The morphology of the Al/DO_<22> two-phase MVS can be intentionally changed to either "Maze" or "Chessboard", by controlling the misfit. We extended these findings to multi-component system by substituting Ni with Fe and V with Nb, and showed ways to develop austenitic steels strengthened by the intermetallic phases.
本文研究了Fe-Ni-M(M:过渡金属)三元系中TcP和GCP化合物在高温下的相平衡、相变和析出行为,以期为金属间化合物强化奥氏体耐热钢的合金化发展提供新的思路。在Fe-Ni-M三元系统中,具有C14晶体结构的Fe2Nb具有较宽的成分均匀区,并可与γ-Fe相(Al)平衡。例如,Ni原子可以替代一半以上的Fe亚晶格,而Zr原子可以替代三分之二的Nb亚晶格位置。因此,固溶体合金化控制了C14结构的晶格参数,当其晶格参数比(c/a)为1.633时,Laves相在γ中均匀析出。在此基础上,我们提出了一种Fe-Ni-Cr-Nb合金模型。由于其四方性(a_&lt;DO22&gt;&lt;a_&lt;Al&gt;&lt;c_&lt;DO22&gt;).,从高温无序Al(Fcc)相区淬火的具有do;22和gt;结构的Ni_3V由独特的多变量结构组成,具有两个习惯面:{010}と{101确定了MVS的形成机制及其组成区域。通过控制失配,Al/DO&lt;22&gt;两相MVS的形态可以有意地改变为“迷宫”或“棋盘”。将这些结果推广到多元系统,用Fe代替Ni,用Nb代替V,并指出了开发金属间化合物相强化奥氏体钢的途径。

项目成果

期刊论文数量(39)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Fe-Mo-Ni3元系の1173Kにおけるα-Fe(A2),γ-Fe(Al),λ-Fe_2Mo(C14)相間の相平衡
Fe-Mo-Ni三元体系中1173K时α-Fe(A2)、γ-Fe(Al)和λ-Fe_2Mo(C14)相之间的相平衡
鈴木茜, 竹山雅夫, 松尾孝: "Ni_3VのMulti-variant組織におけるvariantの選択成長による粗大化機構"第131回日本金属学会講演概要. 131. 160 (2002)
Akane Suzuki、Masao Takeyama、Takashi Matsuo:“Ni_3V 多变体结构中变体的选择性生长导致的粗化机制”第 131 届日本金属学会演讲摘要。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Phase Equilibria and Lattice Parameters of Fe 2 Nb Laves Phase in Fe-Ni-Nb Ternary System at Elevated Temperatures
  • DOI:
    10.1557/proc-842-s5.37
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Takeyama;Nobuyuki Gomi;S. Morita;T. Matsuo
  • 通讯作者:
    M. Takeyama;Nobuyuki Gomi;S. Morita;T. Matsuo
Fe-Ni-Nb 3元素におけるγ-Fe/Fe_2Nb相間の相平衡とFe_2Nb相の結晶構造
Fe-Ni-Nb三元素中γ-Fe/Fe_2Nb相的相平衡及Fe_2Nb相的晶体结构
Possible Development of Austenitic Heat Resisting Steels Strengthened by Intermetallic, Report on the 123^<rd> Committee on Heat-Resisting Materials and Alloys.
金属间化合物强化奥氏体耐热钢的可能发展,第 123 届耐热材料和合金委员会报告。
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    CHO Ken;YASUDA Hiroyuki;TODAI Mitsuharu;UEDA Minoru;TAKEYAMA Masao;NAKANO Takayoshi
  • 通讯作者:
    NAKANO Takayoshi
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    CHO Ken;YASUDA Hiroyuki;TODAI Mitsuharu;UEDA Minoru;TAKEYAMA Masao;NAKANO Takayoshi;門間雄大,清水一道,楠本賢太
  • 通讯作者:
    門間雄大,清水一道,楠本賢太

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    2013
  • 资助金额:
    $ 30.78万
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