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Precipitation in the iron-beryllium system

1974; University of Toronto Press; Volume: 22; Issue: 2 Linguagem: Francês

10.1016/0001-6160(74)90011-x

1878-0768

J. S. Higgins, R. Nicholson, P. Wilkes,

High Temperature Alloys and Creep

Results are reported for an electron microscope study of precipitation in 12 and 18 at.% Be alloys. The reaction sequence is shown to be (at low temperatures): Spinodal decomposition—FeBe ordering of Be-rich regions—intermediate tetragonal precipitate in Be-rich regions—equilibrium FeBe2. The spinodal reaction and ordering were separated by direct quenching experiments and the ordering process observed directly. Coarsening of the composition modulations followed a t12 law and gave an activation energy of 251(±16)kJ/mole. The modulation solvus (spinodal) was found by these direct quenching experiments which also gave the ordering temperature. Direct quenching to temperatures above the spinodal caused nucleation of FeBe2 which in turn led to the formation of intermediate precipitate in adjacent regions. This followed a nodular, branching mode until all regions had transformed. Further aging gave FeBe2. The solvus for the intermediate precipitate was found by direct quenching. The various precipitation regimes are summed up in a complete metastable phass diagram and the various products discussed in detail. Les auteurs présentent les résultats d'une étude, effectuée au microscope électronique, de la précipitation dans des alliages contenant 12 et 18% at.Be, et montrent que la séquence de la réaction (aux basses températures) est: Décomposition spinodale—formation de FeBe ordonné dans les régions riches en Be—précipité quadratique intermédiaire dans les régions riches en Be—formation de FeBe2 stable. La réaction spinodale et la formation de la phase ordonnée ont pu être distinguées par des expériences de trempe directe et le processus de mise en ordre a pu être observé directement. L'accroissement des modulations de la composition suit une loi en t12 et on obtient une énergie d'activation de 251 (±16) kJ/ mole. Le solvus de la modulation (spinodale) a été déterminé par ces expériences de trempe directe, qui ont permis d'obtenir également la température de mise en ordre. Une trempe directe jusqu'à des températures supérieures à la spinodale produit la germination de FeBe qui à son tour conduit à la formation d'un précipité intermédiaire dans les régions adjacentes. Celuici se développe en nodules avec des branchements, jusqu'à ce que la transformation soit complète. Par un vieillissement ultérieur on obtient FeBe2. Le solvus correspondant au précipité intermédiaire a été déterminé par trempe directe. Les divers régimes de précipitation sont résumés dans un diagramme de phases métastable complet, et les différents produits de la réaction sont discutés en détails. Es wird über die Ergebnisse elektronenmikroskopischer Untersuchungen der Ausscheidung in 12 und 18 At. % Be-Legierungen berichtet. Bei tiefen Temperaturen wird folgende Reaktionsfolge beobachtet: Spinodale Entmischung—FeBe Ordnungseinstellung in Be-reichen Gebieten—als Zwischenstufe tetragonale Ausscheidungen in Be-reichen Gebieten—Gleichgewichtskonfiguration FeBe2. Die spinodale Reaktion und der Ordnungsvorgang konnten durch direkte Abschreckexperimente separiert werden. Die Ordnungseinstellung wurde direkt beobachtet. Die Vergröberung der Konzentrationsmodulationen folgt einem t12-Gesetz und besitzt eine Aktivierungsenergie von (251 ± 16) kJ/mol. Aus diesen direkten Abschreckexperimenten wurde der Modulationssolvus (Spinodale) gefunden und daraus die Ordnungstemperatur. Direktes Abschrecken auf Temperaturen oberhalb der Spinodalen führt zur Keimbildung von FeBe2, was wiederum die Bildung intermediärer Ausscheidungen in benachbarten Bereichen zur Folge hat. Diese Bereiche verzweigen sich, bis sich alle Bereiche umgeformt haben. Weitere Alterung liefert FeBe2. Der Solvus für die intermediären Ausscheidungen ergibt sich aus direktem Abschrecken. Die verschiedenen Ausscheidungsbereiche sind in einem vollständigen metastabilen Phasendiagramm zusammengefaβt und die einzelnen Reaktionsprodukte werden im Detail diskutiert.