Compressive creep of Fe3Al-type iron aluminide with Zr additions

Abstract

High-temperature creep ofa Fe3Al-type iron aluminide alloyed by zirconium was studied in the temperature range 873-1073 K. The alloy contained (wt.%) 31.5% Al, 3.5% Cr, 0.25% Zr, 0.19% C (Fe balance). It was tested in two states: (i) as received after hot rolling and (ii) heat treated (1423 K/ 2 h/air). Creep tests were performed in compression at constant load with stepwise loading: in each step, the load was changed to a new value after steady state creep rate had been established. Stress exponent and activation energy of the creep rate were determined and possible creep mechanisms were discussed in terms ofthe threshold stress concept. A rapidfall ofthe stress exponent and ofthe threshold stress with the increasing temperature indicates that creep is impeded by the presence of precipitates only at temperature 873 K. The results were compared with the results oflong-term creep tests in tension performed recently on the same alloy. Изучена высокотемпературная ползучестьИзучена высокотемпературная ползучесть алюминида железа типа Fe3Al, легирован­ного цирконием в диапазоне температур 873...1073 К. Сплав содержал (ат.%) 31,5 Al, 3,5 Сг, 0,25 Zг, 0,19 С (остальное Fе). Испытания проводили в двух состояниях: в состоя­нии поставки после горячей прокатки и после термообработки (1423 К/2 ч/воздух). Испытания на ползучесть выполняли при постоянной сжимающей нагрузке при сту­пенчатом нагружении: на каждой ступени использовали нагрузку другой величины после того, как наступала стадия установив­шейся скорости ползучести. Определена экс­понента напряжения и энергия активации для скорости ползучести, обсуждены возмож­ные механизмы ползучести с позиций кон­цепции порогового напряжения. Резкое умень­шение экспоненты напряжения и порогового напряжения при увеличении температуры свидетельствует о том, что наличие вторич­ных фаз снижает скорость ползучести толь­ко при температуре 873 К. Полученные ре­зультаты сравнивали с данными длительных испытаний на ползучесть при растяжении, выполненных на том же сплаве.