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J. Chim. Phys.
Volume 94, 1997
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Page(s) | 978 - 985 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/jcp/1997940978 | |
Published online | 29 May 2017 |
Partition of alloying elements between γ (L12), η (DO24), β (B2) and H(L21) phases in the Ni-AI-Ti base systems
Department of Materials Science, Faculty of Engineering, Tohoku University, Sendai 980-77, Japan.
Partitioning behaviour of alloying elements (V, Nb ,Ta, Cr, Mo, W, Hf, Zr, Mn, Fe, Co, Cu, Al, Si) between the γ’ (Ll2:Ni3Al), η(DO24:Ni3Ti), β1(B2: NiAl), β2(B2: NiTi) and H(L21: Ni2AlTi) phases in the Ni-Al-Ti base systems at 1100°C has been studied mainly by the diffusion couple method. It is confirmed that (1) in the cases of equilibria between the phases H and β1 and H and β2, the elements with large atomic size such as Ta, Nb and Hf prefer to partition to the Ti-rich H phase and, (2) in the cases of equilibria between the H, γ' and η phases, the bcc elements such as Zr. V and Cr prefer to concentrate into the H phase rather than into the γ' or η phases, and (3) in the case of equilibrium between the γ' and the η phases, the elements with a large atomic size such as Ta, Zr, W, Hf, Nb and Mo prefer to partition to the η phase rather than to the γ’ phase. It is suggested that the size factor and the lattice stability of the component elements have a significant effect on the relative stability of these intermetallic phases. These data on the partition behaviour of alloying elements in the Ni-Al-Ti base system are likely to prove useful for alloy design involving Ni-base superalloys.
Résumé
La partition des éléments (V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Hf, Zr, Mn, Fe, Co, Cu, Al, Si) entre les phases γ’ (LI2:Ni3Al), η(DO24:Ni3Ti), β1(B2: NiAl), β2(B2: NiTi) and H(L21: Ni2AlTi) and H(L21 :Ni2AlTi) dans les systèmes à base de Ni-Al-Ti a été étudiée, à 1100°C, principalement par la méthode de diffusion couplée. Il est confirmé que: 1) dans le cas des équilibres entre les phases H et β1 et H et β1, les éléments ayant un grand volume atomique tels que Ta. Nb et Hf préferent migrer vers la partie riche en Ti de la phase H, 2) dans le cas des équilibres entre les phases H, γ' et η les éléments c.c. tels que Zr, V and Cr préfere se concentrer dans la phase H plutôt que dans les phases γ' ou η et 3) dans le cas des équilibres entre les phases γ' et η, les éléments présentant un grand volume atomique tels que Ta, Zr, W, Hf, Nb et Mo préfèrent migrer vers la phase η plutôt que vers la phase γ'. Ceci suggère que le facteur de taille et la stabilité du réseau des éléments ont un effet significatif sur la stabilité relative de ces phases intermétalliques. Ces données sur la partition des éléments alliés au système de base Ni-Al-Ti sont la preuve de leur utilité lors de la conception des super-alliages à base de nickel.
Key words: phase equilibria / Ni-Al-Ti base systems / partition of alloying elements / intermetallic compounds
© Elsevier, Paris, 1997