Struktura a vysokoteplotní mechanické vlastnosti aluminidů železa s karbidotvornými příměsemi niobem a zirkoniem

Ing. Martin Švec, Ph.D.

Doctoral thesis

The structure and high-temperature mechanical properties of niobium and zirconium doped iron aluminides

Abstract:

Disertační práce se zabývá studiem struktury a vysokoteplotních mechanických vlastností aluminidů železa na bázi Fe3Al legovaných karbidotvornými prvky (Zr, Nb) a uhlíkem. U slitin byl sledován vliv poměru koncentrací Zr/C (příp. Nb/C) na typ a množství vznikajících sekundárních fází (zejména Lavesovy fáze a karbidů). Sledován byl efekt, který mají tyto fáze na vysokoteplotní mechanické vlastnosti. Byl ověřován účinek tepelného a tepelně mechanického zpracování slitiny na fázovou strukturu a vysokoteplotní mechanické vlastnosti. Struktura zkoumaných materiálů byla studována optickou a skenovací elektronovou mikroskopií. Fázové složení bylo ověřeno EDX analýzou, rentgenovou difrakcí a pomocí EBSD. Mez kluzu pro jednotlivé typy slitin byla stanovena v tlaku v rozmezí teplot 600 800°C. U slitin s přídavkem niobu byla naměřena rovněž mez kluzu v tahu ve stejném rozmezí teplot. Byla u nich testována také creepová odolnost a stanoven koeficient teplotní roztažnosti v rozmezí 400 1200°C.

Abstract:

The dissertation deals with a study of structure and high-temperature mechanical properties of Fe3Al-type iron aluminides doped by carbide forming elements (Zr, Nb) and carbon. The influence of mutual Zr/C (event. Nb/C) ratio on type and amount of emerging secondary phases (Laves phase and carbides) were studied. The influence, which have these phases on high-temperature mechanical properties, was studied. It was also verified the influence of heat treatment and heat-mechanical treatment of alloys on phase structure and high-temperature mechanical properties. The structure of investigated materials was studied by light optical microscopy and scanning electron microscopy. The phase composition was verified by EDX, RTG diffraction and EBSD. Yield strength for individual types of alloys was measured in compression in temperature range 600 800°C. For alloys with niobium addition there was also measured (except yield strength in compression) yield strength in tension in the same temperature range, creep resistance and coefficient of thermal expansion in temperature range 400 1200°C.

Keywords

aluminidy železa typu Fe3Al legované Nb, Zr a C, tepelné zpracování aluminidů železa, fázová struktura aluminidů železa s aditivem (Zr, Nb, C), vysokoteplotní mechanické vlastnosti aluminidů železa

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 24. 10. 2016
• Supervisor: prof. RNDr. Petr Kratochvíl, DrSc.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechanical Engineering

Doctoral programme / field:
Mechanical Engineering / Materials engineering