Determination of the elastic constants of polycrystalline Al3Sc

Hyland, R.W.; Stiffler, Richard C.

doi:10.1016/0956-716x(91)90213-k

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“…The further evolution of the shape of the large Al 3 Sc precipitates exhibits a preferred orientation on the {100} planes, which can be related to the elastic anisotropy of the matrix ( Table 2). The Ͻ100> directions are the soft directions of the aluminum matrix, while the Ͻ110> directions are the soft directions of the Al 3 Sc precipitates [26]. This phenomenon has been discussed by Lee [27].…”

Section: Morphology Of Al 3 Sc Precipitate In An Al-01 Wt% Sc Alloymentioning

confidence: 94%

Nanoscale structural evolution of Al3Sc precipitates in Al(Sc) alloys

2001

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Abstract-Precipitation of the Al 3 Sc (L1 2 ) phase in aluminum alloys, containing 0.1, 0.2 or 0.3 wt% Sc, is studied with conventional transmission and high-resolution (HREM) electron microscopies. The exact morphologies of the Al 3 Sc precipitates were determined for the first time by HREM, in Al-0.1 wt% Sc and Al-0.3 wt% Sc alloys. The experimentally determined equilibrium shape of the Al 3 Sc precipitates, at 300°C and 0.3 wt% Sc, has 26 facets, which are the 6 {100} (cube), 12 {110} (rhombic dodecahedron), and 8 {111} (octahedron) planes, a Great Rhombicuboctahedron. This equilibrium morphology had been predicted by first principles calculations of the pertinent interfacial energies. The coarsening kinetics obey the (time) 1/3 kinetic law of Lifshitz-Slyozov-Wagner theory and they yield an activation energy for diffusion, 164±9 kJ/mol, that is in agreement with the values obtained from tracer diffusion measurements of Sc in Al and first principles calculations, which implies diffusion-controlled coarsening. 

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Section: Morphology Of Al 3 Sc Precipitate In An Al-01 Wt% Sc Alloymentioning

confidence: 94%

Nanoscale structural evolution of Al3Sc precipitates in Al(Sc) alloys

2001

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“…Figure 6 shows such a normalized plot, where the temperature-dependent Young's modulus E T E 0 À d Ead T T was assumed to be the same for all alloys. We used d Ead T À0X026 GPa K À1 as reported by Drits et al [16] and E 0 =166 GPa as reported at room temperature by Refs [1,23]. With A and Q as ®tting parameters for each alloy, Fig.…”

Section: Creep Behavior Of Binary and Ternary Al 3 Sc Alloysmentioning

confidence: 99%

“…Al 3 Ti, Al 3 Y, Al 3 Zr, Al 3 Hf) have been investigated recently [1±5], because of their low density, relatively high melting point, good oxidation resistance and potentially useful high-temperature strength. These trialuminides have noncubic structures (D0 22 for Al 3 Ti, D0 19 for Al 3 Y, and D0 23 for Al 3 Zr and Al 3 Hf) and are brittle at room temperature. However, (Al, X ) 3 Ti where Al is partially replaced by V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni or Zn can be transformed to the cubic ordered L1 2 structure [1,6] with better prospects for room-temperature ductility, as exempli®ed by boron-doped Ni 3 Al.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Creep properties of Al3Sc and Al3(Sc, X) intermetallics

Harada

Dunand

2000

Acta Materialia

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AbstractÐA systematic creep study was undertaken for the binary intermetallic Al 3 Sc and the ternary single-phase intermetallic Al 3 (Sc 0.74 X 0.26 ), where X is one of the transition-metals Ti, Y, Zr or Hf. Creep tests were conducted in the temperature range from 673 to 1200 K under a constant compressive stress ranging from 30 to 300 MPa. The binary Al 3 Sc exhibits a stress exponent of 4.4±4.9 indicative of creep controlled by climb of dislocations. The activation energy for creep of Al 3 Sc was 12826 kJ/mol, close to that for self-di usion for pure aluminum, in agreement with the Cu 3 Au rule, indicating that di usion on the Al-sublattice is controlling. Ternary Al 3 (Sc 0.74 X 0.26 ) exhibits a decrease in creep rate by about one order of magnitude for Zr and Hf and by about two orders of magnitude for Ti and Y. For all ternary alloys, a stress exponent of 3.9±5.5 was observed, indicative of dislocation creep. Activation energies for creep of 202 2 8 kJ/mol were found, showing that ternary substitution for scandium with transition metals a ects di usion on the Al sublattice. 7

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“…where M = 3.06 is the Taylor mean orientation factor [60], GAI is the shear modulus of pure Al (25.4 GPa at 24 °C [192]), AG is the difference in the modulus between Al and A1 3 M precipitates (here, assumed ALjSc and Al3(Sc, Zr) have the same stifmess, 68 GPa [193]), b = 0.286 nm, represents the magnitude of the Al Burgers vector [60], and m = 0.85 is a constant [52].…”

Section: Precipitation Strengthening Mechanismsmentioning

confidence: 99%

Developing Sc and Zr containing Al-B C metal matrix composites for high temperature applications /

Lai¹

2011

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RESUMEDans cette étude, nous nous intéressons principalement au développement de la coulée, et au durcissement structrural des composites à matrice métallique AI-B4C pour des applications à haute temperature. Le scandium et le zirconium ont été introduits dans le système AI-B4C, comme éléments d'alliage, et leurs effets sur la microstrcture, la réponse au vieillissement, les propriétés mécaniques et la stabilité thermique ont été étudiés.Afin de réaliser cette étude, un microscope optique, un microscope électronique à balayage et un microscope électronique à transmission ont été utilisés dans le but d'observer la microstructure de brut de coulée et celle obtenue après vieillissement, d'analyser les réactions interfaciales, la distribution des éléments d'alliage entre l'interface et la matrice ainsi que pour examiner l'évolution des précipités lors de la couleé et le vieillissement.La réponse au vieillissement et le durcissement structural de la matrice ont été suivis par des mesures de dureté 'Vickers'. Les propriétés mécaniques et la stabilité thermique à long terme des composites contenant Se et Zr ont été évaluées en utilisant des essais de dureté Vickers et Rockwell ainsi que des essais de compression.Dans le premier chapitre de cette étude, des plaques de B4C ont été immergées dans l'aluminium liquide contenant Se, Zr et Ti afin d'étudier les réactions interfaciales entre le B4C et l'aluminium liquide. Les effets de Se, Zr et Ti à l'interface en terme d'apports individuels et combinés ont été examinés. Les résultats montrent que les trois éléments réagissent avec B4C et forment des couches interfaciales, qui agissent comme des barrières de diffusion, dans le but de limiter la décomposition du B4C dans l'aluminium liquide. Ainsi, les réactions interfaciales et les produits de réaction dans chaque système ont été identifiés. En combinant le Se, Zr et Ti, une grande quantité de Ti est enrichie à l'interface, qui non seulement offre une protection appropriée au B4C mais aussi une réduction de la consomation de Se et Zr à l'interface.Dans le second chapitre, le scandium et le zirconium ont été introduits dans le composite Al-15vol.% B4C, présaturé par Ti et huit composites à diférents teneurs en Se et Zr ont été préparés par couleé conventionelle. Il a été constaté que le scandium favorise les réactions interfaciales avec B4C qui consomme partiellement le Se. L'ajout de Se procure un durcissement structural considerable dans les conditions de couleé conventionnelle et du pic de veiellissement. Afin d'obtenir un durcissement equivalent de Se dans les alliages binaires, environ le double de la quantité de Se est nécessaire pour les composites AI-B4C. Par contre, aucun produit de réaction majeur de Zr n'a été trouvé aux interfaces. En effet, la majeure partie de Zr se concentre dans la matrice pour le durcissenent structurale. La combinaison de Se et Zr augmente de manière significative le durcissement structural. Deux types de précipités nanométriques, AI3SC et Al3(Sc, Zr), ont été observés dans la 11 microstructu...

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Determination of the elastic constants of polycrystalline Al3Sc

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Creep properties of Al3Sc and Al3(Sc, X) intermetallics

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