NbC transformation during aging in HP40-Nb heat resistant alloy

In this work, the evolution of MC-type Nb-rich primary carbides in a 35Ni-25Cr-Nb-type refractory alloy, commonly known as HP40-Nb, and its transformation into Ni-Nb silicide known as G-phase (Ni16Nb6Si7), has been studied. For this purpose, the exper-imental technique of scanning electron microscopy was used together with X-ray microanalysis to detect changes in the chemical composition of niobium carbide over time and at a given aging temperature. The microstructure of the studied alloy, in its as-cast condition, consists of an austenitic matrix strengthened by a network of primary eutectic-like carbides rich in chromium and niobi-um of the M23C6 and MC types, respectively. During aging of the alloy at high temperatures, microstructural changes take place such as the secondary precipitation of M23C6 type carbides and the transformation of the primary Nb-rich carbide towards the Ni-Nb-rich silicide. It has been found that the transformation begins at the interface of the niobium carbides with the matrix, progress-ing towards their interior with the development of aging.Fil: Sosa Lissarrague, Matías Humberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería. Laboratorio de Metalurgia y Tecnología Mecánica; ArgentinaFil: Lanz, César Armando. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería. Laboratorio de Metalurgia y Tecnología Mecánica; Argentin

Study of M23C6 precipitation in a 45Ni-35Cr-Nb alloy

The 45Ni-35Cr-Nb alloy, commonly known as ET45 micro, produced in the form of centrifugally cast tubes, was studied by means of optical microscopy after aging treatments at 1073 and 1173 K for different times. A description of M23C6 secondary carbides precipitation phenomenon was made as a function of time. The purpose of carrying out a kinetic study of the precipitation of this phase is to be able to calculate the activation energy required for secondary precipitation. This allows to infer what is the mechanism associated with it. Analysis after using the Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) model showed that secondary carbide precipitation occurs in a single stage. It was found that this phenomenon, which is assisted by diffusion, has an activation energy of 196 kJ/mol. This value would indicate that the diffusion of Cr atoms in the austenitic matrix is the phenomenon that dominates the precipitation of the M23C6 secondary carbide.Fil: Sosa Lissarrague, Matías Humberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería. Laboratorio de Metalurgia y Tecnología Mecánica; ArgentinaFil: Sepúlveda Buitrago, Alejandro. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Picasso, Alberto Carlos. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería. Laboratorio de Metalurgia y Tecnología Mecánica; Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; Argentin

Kinetic analysis of secondary precipitation in a HP40-Nb alloy

The HP40-Nb heat resistant alloy (35Ni-25Cr-Nb) was analysed by means of optical microscopy after aging treatments at 1073 and 1173 K for different times, in order to apply the classic Johnson – Mehl-Avrami – Kolmogorov kinetic model (JMAK), and thus calculate the activation energy of secondary M23C6 precipitation, which occurs during thermal aging. The relevance of this theoretical analysis is to infer the mechanism that controls the nucleation and growth of M23C6 secondary carbides, since the amount and morphology of these phase influences the mechanical properties as well as the corrosion resistance in service. After performing the kinetic analysis using the JMAK model, the activation energy was found to be 208 kJ/mol, which would indicate that the secondary precipitation in this alloy is controlled by the Cr-diffusion phenomenon along the austenitic matrix.Fil: Sosa Lissarrague, Matías Humberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería. Laboratorio de Metalurgia y Tecnología Mecánica; ArgentinaFil: Juan, Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Lanz, César Armando. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería. Laboratorio de Metalurgia y Tecnología Mecánica; ArgentinaFil: La Rocca, Bruno. Consejo Interuniversitario Nacional. - Ministerio de Educación, Cultura, Ciencia y Tecnología. Consejo Interuniversitario Nacional; ArgentinaFil: Picasso, Alberto Carlos. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería. Laboratorio de Metalurgia y Tecnología Mecánica; Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; Argentin

Microstructure evolution duringhigh temperatureaging of a 35Ni-25Cr-Nb alloy

La microestructura dendrítica de la aleación 35Ni-25Cr-Nb, en su condición as-cast, está constituida por unamatriz austenítica y carburos eutécticos primarios de dos tipos: MC ricos en Nb y M23C6 ricos en Cr presentesen bordes interdendríticos y bordes de grano. Durante el envejecimiento a 800ºC y diferentes tiempos, enla matriz precipitan carburos secundarios del tipo M23C6, mientras que los carburos del tipo MC, transformaríanal siliciuro conocido como fase G (Ni16Nb6Si7). Se caracterizó la microestructura de la aleación mediantemicroscopía óptica, microscopía electrónica de barrido (SEM) con mapeo, difracción de electrones retrodispersados(EBSD) y ensayos de dilatometría, con el objeto de detectar la presencia de esta fase indeseable yanalizar las condiciones bajo las cuales se presenta. Se encontró Si en bordes de carburos primarios de Nb.Esto podría estar señalando que, la transformación de este carburo hacia el siliciuro rico en Ni y Nb, se encuentraen una etapa incipiente. Aparentemente, la transformación podría estar realizándose desde afuerahacia adentro del carburo de Nb. Además, la contracción observada en la curva de dilatometría, estaría asociadaa la diferencia entre coeficientes de dilatación térmica entre la matriz y los carburos eutécticos primariosy no a la transformación del carburo M7C3 hacia el tipo M23C6.The dendritic-type microstructure of the 35Ni-25Cr-Nballoy, in the as-cast condition, consists of anaustenit-ic matrix and two types of eutectic primary carbides; Nb-rich MC type and Cr-rich M23C6type both presents in interdendritic edges and grain boundaries. During aging at 800ºC for different times, M23C6type secondary carbides precipitate in the matrix while MC carbides would transform to a Ni-Nb silicide, known asG phase (Ni16Nb6Si7). The microstructure was characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) with mapping, electron backscatter diffraction (EBSD) and dilatometry, in order to detect the pres-ence of this undesirable phase and analyze the conditions under which it is presented.Siliconwas found on edges of primary Nb-rich carbides. This could be indicating that the transformation of this carbide towards silicide rich in Ni and Nb, is in an incipient stage. Apparently, the transformation could be taking place from the outside to the inside of the Nb carbide. In addition, the contraction observed in the dilatometry curve would be associated to the difference on thethermal expansion coefficients between the matrix and the pri-mary eutectic carbides and not to the transformation of the M7C3-typecarbide to the M23C6-type.Fil: Sosa Lissarrague, Matías Humberto. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; ArgentinaFil: Prado, Fernando Daniel. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; ArgentinaFil: Picasso, Alberto Carlos. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería; Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Limandri, Silvina Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentin

Study of the Microstructural Evolution in a 35Ni-25Cr-Nb Heat-Resistant Alloy by Dilatometry and Electron Microscopy

The dendritic-type microstructure of the 35Ni-25Cr-Nb alloy, in the as-cast condition, consists of an austenitic matrix and two types of eutectic primary carbides; Nb-rich MC type and Cr-rich M23C6 type both present in interdendritic edges and grain boundaries. During aging at 1073 K for different times, M23C6-type secondary carbides precipitate in the matrix while MC-type carbides would transform into a Ni-Nb silicide, known as G-phase (Ni16Nb6Si7). The microstructure of this alloy was characterized by scanning electron microscopy with X-ray mapping, backscattered and secondary electron images, electron backscatter diffraction, and dilatometry, in order to detect the G-phase and analyze the conditions under which it is present. This undesirable silicide could reduce creep strength since Nb-rich carbide to G-phase transformation improves nucleation of microcracks in the interface between matrix and the silicide. Silicon and nickel were found on the edges of primary Nb-rich carbides in the as-cast condition. This could be indicating that the transformation of this carbide into Ni-Nb silicide is in an incipient stage and it probably occurs from the outside to the inside of the Nb carbide.Fil: Sosa Lissarrague, Matías Humberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería. Laboratorio de Metalurgia y Tecnología Mecánica; ArgentinaFil: Limandri, Silvina Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; ArgentinaFil: Prado, Fernando Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Picasso, Alberto Carlos. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería. Laboratorio de Metalurgia y Tecnología Mecánica; Argentin

Ethanol adsorption on Ni doped Mo2C(001): A theoretical study

Ethanol adsorption on Ni/Mo2C (001) surface at low coverage is studied using Density Functional theory calculations (with van der Waals corrections). The Mo2C surface is modeled from the hexagonal closed-packed (HCP) phase carbide (β-Mo2C). Based on the lower surface energy, we considered the Mo termination and a single Ni as an adatom. The most favorable location for Ni is a FCC site and some charge is transferred from the surface to this atom. Ethanol is then adsorbed on top of this Ni site with − 1.39 eV. The electronic structure (DOS) of Mo2C presents a metallic character and Ni a narrow d band shifted above the Fermi level by the carbide influence. The DOS of ethanol-based states are stabilized to lower energies after adsorption. The most affected are those states from −OH group. A bond is formed between Ni-O at about 2Å while the -OH distance shows an elongation of only 1.7%.Fil: Jiménez, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Sosa Lissarrague, Matías Humberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Bechthold, Pablo Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Gonzalez, Estela Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Jasen, Paula Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Juan, Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentin