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Phase diagram of the Al–Cu–Fe quasicrystal-forming alloy system

V. Solidification behaviour of Al–Cu–Fe quasicrystal forming alloys
  • Liming Zhang und Reinhard Lück EMAIL logo
Veröffentlicht/Copyright: 16. Februar 2022
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International Journal of Materials Research
Aus der Zeitschrift International Journal of Materials Research Band 94 Heft 6

Abstract

The microstructures of as-cast and slowly solidified Al– Cu–Fe ternary alloys in the vicinity of the icosahedral phase region have been investigated using light microscopy and scanning electron microscopy. The chemical composition of the different phases present has been determined by energy-dispersive X-ray spectroscopy with a correction of electron probe microscopy analysis. The solidification process was studied by means of the differential thermal analysis and magnetothermal analysis measurements. In contrast to the equilibrium phase diagram, fast cooling leads to the formation of a metastable β′ phase (an ordered cubic structure) rather than to the formation of the φ phase. The nucleation of ω phase is very sluggish during the solidification. The results are presented as solidification paths, superimposed onto the liquidus surface projection to demonstrate the solidification sequences.

Abstract

Das Gefüge von Guss- und langsam erstarrten Al –Cu – Fe-Legierungen wurde für Zusammensetzungen in der Nähe der ikosaedrischen Phase mit Licht- und Rasterelektronenmikroskopie untersucht. Die chemische Zusammensetzung der verschiedenen Phasen wurde mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie und einer Korrektur der Mikrosondendaten untersucht. Der Erstarrungsprozess wurde mittels differentialthermischer und magnetothermischer Analysen verfolgt. Im Gegensatz zum Gleichgewichtsdiagramm führt schnelle Abkühlung zur Bildung einer metastabilen β′-Phase und nicht zur Bildung der sogenannten φ-Phase. Die Keimbildung der ω-Phase ist sehr träge. Die Ergebnisse wurden als Erstarrungspfade der Liquidusfläche überlagert, um die Abfolge der Kristallisation darzustellen.

Keywords: Solidification; Solidification path; Al –Cu – Fe system

Dedicated to Professor Dr. Otmar Vöhringer on the occasion of his 65th birthday

Dr. Reinhard Lück Weilstetter Weg 16, D-70567 Stuttgart, Germany Tel: +49 711 71 43 23

  1. Support of the Deutsche Forschungsgemeinschaft is gratefully acknowledged. The authors would like to express their gratitude to Prof. Dr. JohnW. Cahn (NIST) for valuable discussions and inspiration to undertake this study. Heartfelt thanks are to T. Gödecke for fruitful discussions and to Dr. D.H. Warrington for valuable comments on the manuscript. The experimental assistance of D. Lang, T. Acartürk, and T. Meisner is acknowledged.

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Received: 2002-10-14
Published Online: 2022-02-16

© 2003 Carl Hanser Verlag, München

Artikel in diesem Heft

  1. Frontmatter
  2. Articles/Aufsätze
  3. Bedeutung von Eigenspannungsabbau und mikrostrukturellen Veränderungen für die Lebensdauervorhersage schwingbeanspruchter Schweißverbindungen
  4. Factors affecting cyclic lifetime of EB-PVD thermal barrier coatings with various bond coats
  5. Depth-resolved X-ray residual stress analysis in PVD (Ti, Cr) N hard coatings
  6. Crystal orientation and residual stress in TiN film by synchrotron radiation
  7. Characterization of thermal and anodic oxide layers on β- and on near-β-titanium alloys for biomedical application
  8. Micromechanisms and modelling of crack initiation and growth in tool steels: role of primary carbides
  9. Fatigue crack nucleation at grain boundaries – experiment and simulation
  10. Fatigue and fracture-induced defect structures of metals investigated by positron microscopy
  11. Deformation and fracture of Nb/α-Al2O3 composites in compression and bending studied by optical methods
  12. Dislocation microstructures of single crystal ⟨001⟩ CMSX-4 specimens tensile tested at 700 and 1000°C
  13. Influence of mechanical surface treatments on the HCF performance of the Ni-superalloy Udimet 720 LI
  14. Precipitation of β-phase and twinning during deformation of Mg–Al alloy AZ91 at 150 °C after solution treatment
  15. Nanograin size, high-nitrogen austenitic stainless steels
  16. Der dynamische SD-Effekt und der Einfluss auf die Fließortkurve
  17. Einfluss der Umformgeschwindigkeit und -temperatur auf das Fließverhalten metallischer Werkstoffe
  18. Mean stress sensitivity of sintered iron and steel
  19. Thermozyklisches Kriechen einer kurzfaserverstärkten Aluminium-Kolbenlegierung
  20. Strength and ductility of thin Cu wires
  21. Modeling of deformation behavior of copper under equal channel angular pressing
  22. Reaktionssintern von AlMg–MgO zur Herstellung von Bauteilen auf Spinellbasis
  23. Determination of the local oxygen distribution in a commercial titanium alloy by 3-dimensional atom probe
  24. Phase diagram of the Al–Cu–Fe quasicrystal-forming alloy system
  25. Notifications/Mitteilungen
  26. Personal/Personelles
  27. Books/Bücher
  28. Conferences/Konferenzen
https://doi.org/10.1515/ijmr-2003-0133
Schlagwörter für diesen Artikel
Solidification; Solidification path; Al –Cu – Fe system

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  1. Frontmatter
  2. Articles/Aufsätze
  3. Bedeutung von Eigenspannungsabbau und mikrostrukturellen Veränderungen für die Lebensdauervorhersage schwingbeanspruchter Schweißverbindungen
  4. Factors affecting cyclic lifetime of EB-PVD thermal barrier coatings with various bond coats
  5. Depth-resolved X-ray residual stress analysis in PVD (Ti, Cr) N hard coatings
  6. Crystal orientation and residual stress in TiN film by synchrotron radiation
  7. Characterization of thermal and anodic oxide layers on β- and on near-β-titanium alloys for biomedical application
  8. Micromechanisms and modelling of crack initiation and growth in tool steels: role of primary carbides
  9. Fatigue crack nucleation at grain boundaries – experiment and simulation
  10. Fatigue and fracture-induced defect structures of metals investigated by positron microscopy
  11. Deformation and fracture of Nb/α-Al2O3 composites in compression and bending studied by optical methods
  12. Dislocation microstructures of single crystal ⟨001⟩ CMSX-4 specimens tensile tested at 700 and 1000°C
  13. Influence of mechanical surface treatments on the HCF performance of the Ni-superalloy Udimet 720 LI
  14. Precipitation of β-phase and twinning during deformation of Mg–Al alloy AZ91 at 150 °C after solution treatment
  15. Nanograin size, high-nitrogen austenitic stainless steels
  16. Der dynamische SD-Effekt und der Einfluss auf die Fließortkurve
  17. Einfluss der Umformgeschwindigkeit und -temperatur auf das Fließverhalten metallischer Werkstoffe
  18. Mean stress sensitivity of sintered iron and steel
  19. Thermozyklisches Kriechen einer kurzfaserverstärkten Aluminium-Kolbenlegierung
  20. Strength and ductility of thin Cu wires
  21. Modeling of deformation behavior of copper under equal channel angular pressing
  22. Reaktionssintern von AlMg–MgO zur Herstellung von Bauteilen auf Spinellbasis
  23. Determination of the local oxygen distribution in a commercial titanium alloy by 3-dimensional atom probe
  24. Phase diagram of the Al–Cu–Fe quasicrystal-forming alloy system
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