Influence of heat treatment on structure and mechanical properties of Ni3Al (Zr,B) intermetallic alloy

Results of investigation of as-cast and heat treated Ni3Al phase - based intermetallic with alloying additions Zr and B are presented in the paper. A long-lasting homogenization of the investigated material leads to total homogenizing of a phase composition via y phase ordering (gradual y-"y' phase transition) and a tendency to the y' monophase structure. It was stated that annealing temperature has essential influence on homogenization process of the investigated alloy, much more essential than time and environmental conditions. It was observed that annealing atmosphere clearly influences investigated alloy hardness -this fact was related to the process of so called "dynamic oxidation". The essential influence of heat treatment on mechanical properties was confirmed during static tension test carried out for the at homogenized material room temperature in air. As a result where about 10% lowering of the yield point and 40% increase in tensile strength for more than two-fold elongation were found. Impact resistance tests, like static tension tests, proved an essential influence of heat treatment on ductility of the investigated alloy - an increase of 30-40% in ductility in comparison with as-cast condition. High impact resistance was obtained (KV 300/5 for 100-150 J/cm2) for the primarily coarse-grained material (without plastic working).

---

W pracy przedstawiono wyniki badań stopu na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al (Zr, B) z dodatkami stopowymi Zr i B, poddanego obróbce cieplnej. Długotrwałe wygrzewanie ujednoradniające badanego materiału prowadzi do całkowitego ujednorodnienia składu fazowego poprzez porządkowanie fazy y (stopniowa przemiana y->y') i dążenie do jednofazowej struktury y'. Stwierdzono, że temperatura wygrzewania ma istotny wpływ na proces homogenizacji badanego stopu, znacząco większy niż czas i środowisko obróbki. Atmosfera w jakiej prowadzone jest wygrzewanie zauważalnie wpływa na twardość badanego stopu - zjawisko to powiązano z procesem "dynamicznego utleniania. Istotny wpływ obróbki cieplnej na właściwości mechaniczne potwierdzono w trakcie statycznej próby rozciągania w temperaturze pokojowej, w atmosferze powietrza, uzyskując dla materiału po homogenizacji ok. 10% obniżenie granicy plastyczności, 40% wzrost wytrzymałości materiału na rozciąganie przy ponad dwukrotnym wzroście wydłużenia Badania udarności pozwoliły, podobnie jak przy statycznej próbie rozciągania, na potwierdzenie istotnego wpływu obróbki cieplnej na ciągliwość badanego stopu - wzrost o 30-40% w odniesieniu do stanu po odlewaniu. Uzyskano wysoki (KV 300/5 od 100 do 150 J/cm2) jak na materiał o pierwotnej strukturze grubokrystalicznej (bez obróbki plastycznej) poziom udarności.