The influence of Cu and Ni on the ductile-brittle transition behavior of metastable austenitic Fe-18Cr-10Mn-N alloys with N contents below 0.5 wt.% was investigated in terms of austenite stability and microstructure. All the metastable austenitic Fe-18Cr-10Mn-N alloys exhibited a ductile-brittle transition behavior by unusual low-temperature brittle fracture, irrespective of Cu and/or Ni addition, and deformation-induced martensitic transformation occasionally occurred during Charpy impact testing at lower temperatures due to reduced austenite stability resulting from insufficient N content. The formation of deformation-induced martensite substantially increased the ductile-brittle transition temperature(DBTT) by deteriorating low-temperature toughness because the martensite was more brittle than the parent austenite phase beyond the energy absorbed during transformation, and its volume fraction was too small. On the other hand, the Cu addition to the metastable austenitic Fe-18Cr-10Mn-N alloy increased DBTT because the presence of ${\delta}$-ferrite had a negative effect on low-temperature toughness. However, the combined addition of Cu and Ni to the metastable austenitic Fe-18Cr-10Mn-N alloy decreased DBTT, compared to the sole addtion of Ni or Cu. This could be explained by the fact that the combined addition of Cu and Ni largely enhanced austenite stability, and suppressed the formation of deformation-induced martensite and ${\delta}$-ferrite in conjunction with the beneficial effect of Cu which may increase stacking fault energy, so that it allows cross-slip to occur and thus reduces the planarity of the deformation mechanism.
In this study, the effect of Sn and Mg on microstructure and mechanical properties of Cu-Fe-P alloy were investigated by using scanning electron microscope, transmission electron microscope, tensile strength, electrical conductivity, thermal softening, size and distribution of the precipitation phases in order to satisfy characteristic for lead frame material. It was observed that Cu-0.14wt%Fe-0.03wt%P-0.05wt%Si-0.1wt%Zn with Sn and Mg indicates increasing tensile strength compare with PMC90 since Sn restrained the growth of the Fe-P precipitation phase on the matrix. However, the electrical conductivity was decreased by adding addition of Sn and Mg because Sn was dispersed on the matrix and restrained the growth of the Fe-P precipitation. The size of 100 nm $Mg_3P_2$ precipitation phase was observed having lattice parameter $a:12.01{\AA}$ such that [111] zone axis. According to the results of the study, the tensile strength and the electrical conductivity satisfied the requirements of lead frame; so, there is the possibility of application as a substitution material for lead frame of Cu alloy.
초급냉법중 단롤법으로 제작한 $Fe_{73.5-X}Co_{X}Cu_{1}Nb_{3}Si_{13.5}B_{9}(x=2,\;4)$ 비정질 합금을 $400~650^{\circ}C$에서 열처리하여 자기적 특성을 조사하였다. $Fe_{71.5}Co_{2}Cu_{1}Nb_{3}Si_{13.5}B_{9}$ 비정질 합금의 최적 열처리 온도는 $550^{\circ}C$이며, 이온도에서 열처 리된 시료의 상대 투자율과 항자력은 1 kHz에서 각각 $1.1{\times}10^{4}$, 0.22 Oe이다. $Fe_{69.5}Co_{4}Cu_{1}Nb_{3}Si_{13.5)B_{9}$의 경우는 $600^{\circ}C$에서 열처리 했을때 상대 투자율과 항자력이 각각 $1.0{\times}10^{4}$, 0.19 Oe로 가장 우수한 연자성 특성을 보였다. X-선 실험결과, 이러한 연자성 특성의 향상은 $\alpha$-Fe(Si) 결정립의 형성에 의한 것임을 확인 할 수 있었으며, 강자성 공명 실험에 의하면 최적 열처리 조건은 공명 흡수선의 반치폭이 급격히 증가하기 직전의 온도임을 알 수 있었다.
The magnetic and structural properties of FINEMET (the Hitachi product name of the Fe-Si-B-Nb-Cu alloy) nanopowder with a composition of $Fe_{73.5}Si_{13.5}B_9Nb_3Cu_1$ atomic percent were investigated after annealing, chemical etching, and mechanical milling. The primary and secondary crystallization temperatures were 523 and $550^{\circ}C$, respectively. The grain size of the particles was adjusted by annealing time. Optimally annealed particles exhibited a homogenous microstructure composed of nanometer-sized crystalline grains. The grain boundary of the annealed particles was etched preferentially by chemical etching. Chemically etched particles were broken at the grain boundary by high-energy ball milling. As a result, a nanometer-sized FINEMET powder with a uniform size of crystalline grains was fabricated.
Baik, Youl;Kang, Bo Kyeong;Choi, Yong;Woo, Wan Chuck
Nuclear Engineering and Technology
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제53권6호
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pp.1887-1892
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2021
The effect of gadolinium and boron on the texture development and magnetic properties of the texture controlled 23Cr-10NiCu duplex stainless steels were studied to develop a high performance neutron and electromagnetic shielding material. The 23Cr-10NiCu base alloy is composed of 60% of austenite and 40% of ferrite, whereas, the 23Cr-10NiCu-0.5Gd-0.8B modified alloy is composed of 66% of austenite, 27% of ferrite and 7% of CrFeB intermetallic compounds. The gadolinium and boron addition to the 23Cr-10NiCu base alloy increased mechanical properties. Microstructure observation showed that the small addition of 0.5 wt% gadolinium and 0.8 wt% boron to the alloy retarded to form texture at the same hot rolling conditions, and improved the maximum magnetism, residual magnetism and coercive force about 3%, 122% and 120%, respectively.
ZrNbFeCu-xSn 합금을 진공 아크 용해법으로 제조하여 $360^{\circ}C$의 물, $400^{\circ}C$의 수증기 및 36$0^{\circ}C$의 70ppm LiOH 분위기에서 부식실험을 실시하였으며, 시편의 미세구조는 광학현미경, SEM 및 TEM으로 관찰하였다. 36$0^{\circ}C$에서 210일까지 부식 실험한 결과 대부분의 합금이 천이 전 영역에서의 부식거동을 보였다. $400^{\circ}C$ 경우, 초기에는$ 360^{\circ}C$에서의 부식거동과 비슷한 경향을 보였으나 80일 이후부터는 천이현상이 발생하여 부식속도가 급격히 증가하는 경향을 나타내었는데, Sn량이 많을수록 보다 빠른 시간에 천이현상이 발생했다. LiOH 용액에서는 전반적으로 $400^{\circ}C$에서 보다 더 늦은 시간에 천이현상이 발생했다. 석출물은 Zr(Fe,Cu)$_2$나Zr(Fe,Cu)$_3$로 추정되는 성분을 가지지만, Sn의 증가에 따라 석출물의 조성이나 크기는 거의 변화가 없는 것으로 관찰되었다.
Low-cost alloying elements were added to a modified Al-6.5Si alloy and its microstructure, tensile and impact toughness properties were investigated. The alloying elements added were Mg, Zn, and Cu, and two kinds of alloy A (Mg:0.5, Zn:1, Cu:1.5 wt.%) and alloy B (Mg:2, Zn:1.5, Cu:2 wt.%) were prepared. In the as-cast Al-6.5Si alloys, Si phases were distributed at the dendrite interfaces, and Al2Cu, Mg2Si, Al6 (Fe,Mn) and Al5 (Fe,Mn)Si precipitates were also observed. The size and fraction of casting defects were measured to be higher for alloy A than for alloy B. The secondary dendrite arm spacing of alloy B was finer than that of alloy A. It was confirmed by the JMatPro S/W that the cooling rate of alloy B could be more rapid than alloy A. The alloy B had higher hardness and strength compared to the values of alloy A. However, the alloy A showed better impact toughness than alloy B. Based on the above results, the deformation mechanism of Al-6.5Si alloy and the improving method for mechanical properties were also discussed.
Cu-Fe alloys (CFAs) are much anticipated for use in electrical contacts, magnetic recorders, and sensors. The low cost of Fe has inspired the investigation of these alloys as possible replacements for high-cost Cu-Nb and Cu-Ag alloys. Here, alloys of Cu and Fe having compositions of $Cu_{100-x}Fe_x$ (x = 10, 30, and 50 wt.%) are prepared by gas atomization and characterized microstructurally and structurally based on composition and powder size with scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). Grain sizes and Fe-rich particle sizes are measured and relationships among composition, powder size, and grain size are established. Same-sized powders of different compositions yield different microstructures, as do differently sized powders of equal composition. No atomic-level alloying is observed in the CFAs under the experimental conditions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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