Deformační chování a strukturotvorné procesy při tváření vybraných aluminidů železa

Abstract

Byly zkoumány vybrané aluminidy železa (typu Fe3Al) s následujícími přísadami: s TiB2, s Ti, s B, s Ti a B, jejich chemické složení v hm. % následuje: IM1 (Fe - 16,5Al - 3,96Cr - 0,33TiB2 - 0,01C), IM2 (Fe - 19,2Al - 4,89Cr - 0,68Ti - 0,04C), IM3 (Fe - 16,8Al - 4,00Cr - 0,063B - 0,02C), IM4 (Fe - 18,4Al - 4,94Cr - 0,61Ti - 0,070B - 0,04C) a slitina Fe9Al4Cr0,5Zr. Vzorky s odstupňovanou tloušťkou byly válcovány za tepla. Výhoda použití těchto vzorků s odstupňovanou tloušťkou spočívá v trojnásobném množství získaných dat pro jednu definovanou tvářecí teplotu v porovnání s válcováním jednoduchých plochých vzorků s konstantní tloušťkou. Každému vzorku byly měněny následující parametry: válcovací teplota, nastavení velikosti mezery mezi válci (tj. konečná deformace jednotlivých stupínků vzorku), nominální otáčky válců – z nich je odvozena deformační rychlost. Deformační odpory byly počítány, metodou několika násobné nelineární regrese s využitím statistického programu Unistat 5.5, z hodnot válcovacích sil měřených na laboratorní trati Tandem. Byly vyvinuty matematické modely středních přirozených deformačních odporů vybraných aluminidů železa v závislosti na teplotě a deformaci. Pomocí metalografického rozboru byly zjišťovány postdynamické strukturotvorné procesy použitých aluminidů válcovaných na laboratorní stolici K350 za tepla. Byly použito několik režimů válcování a ochlazování, následně sledována a porovnávána struktura jednotlivých aluminidů železa. Byly popsány rozdílnosti v deformačním chování a tvařitelnosti materiálů, které mají dobré creepové vlastnosti za vysokých teplot.

Iron aluminides (type Fe3Al) were tested with following additives: with TiB2, with Ti, with B, with Ti and B, their chemical compositions in wt. % as follow: IM1 (Fe - 16.5Al - 3.96Cr - 0.33TiB2 - 0.01C), IM2 (Fe - 19.2Al - 4.89Cr - 0.68Ti - 0.04C), IM3 (Fe - 16.8Al - 4.00Cr - 0.063B - 0.02C), IM4 (Fe - 18.4Al - 4.94Cr - 0.61Ti - 0.070B - 0.04C) and alloy Fe9Al4Cr0,5Zr. Flat specimens with graded in size thickness were hot rolled. An advantage of the sample with thickness graded in size consists in a three times higher quantity of data achieved by its rolling at exactly defined temperature as compared with rolling of one flat sample with a constant thickness. For each sample the following parameters were changed: temperature, roll gap adjustment (i.e. total deformation of the particular step of the sample) and nominal revolutions of rolls – they determine the achieved strain rate. Deformation resistance was calculated, by method based on non-linear regression by means of the statistical software Unistat 5.5, from the roll force values that were measured in the laboratory rolling mill Tandem. Mathematical models of mean flow stress of selected iron aluminides depending on temperature and strain were developed. Postdynamic structure-forming processes of the tested aluminides were investigated by metallography after hot rolling in the laboratory mill stand K350. Several rolling and cooling modes were used, and then the structures of each iron aluminides were compared. Differences in deformation behavior and formability of the materials, which creep resistance at high temperatures is good, were described.