Simultaneous synthesis and consolidation of chromium carbides (Cr3C2, Cr7C3 and Cr23C6) by pulsed electric-current pressure sintering

Hirota, Ken; Mitani, Kenichi; Yoshinaka, Masaru; Yamaguchi, Osamu

doi:10.1016/j.msea.2005.02.062

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“…They reported that a lower amount of the Cr 7 C 3 phase (0%-14%) shows low hardness (4.7-5.5 GPa), whereas an increase above 17% resulted in values above 6 GPa. Similarly, hardness of the Cr 3 C 2 carbide phase was reported between 15.1-18.9 GPa, which was correlated with the grain size of the corresponding phase [58]. Therefore, quantification of the phases through the Rietveld refinement would be a preferable method for correlating phases and mechanical properties.…”

Section: Mechanical Propertiesmentioning

confidence: 99%

Sputtering Power Effects on Growth and Mechanical Properties of Cr2AlC MAX Phase Coatings

Naveed

Obrosov

Żak

et al. 2016

Metals

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Abstract:Coating growth and mechanical properties of nanolamellar Cr 2 AlC coatings at various sputtering power were investigated in the present study. Cr 2 AlC coating was deposited on the IN 718 superalloy and (100) Si wafers by DC magnetron sputtering at different sputtering powers. The structure and properties were characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and nanoindentation. It was found that coatings had columnar structure with nanocrystalline substructure. Deposition rate increased with the sputtering power. XRD results showed the presence of the Cr 2 AlC MAX phase, intermetallic AlCr 2 and Cr 7 C 3 carbide phases, along with the change in preferential coating growth orientation. TEM observations confirmed the occurrence of these phases, and the SAED patterns demonstrated significant texture of the coatings. Hardness values were measured in the range between 11-14 GPa, showing a slight increase with the sputtering power.

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Section: Mechanical Propertiesmentioning

confidence: 99%

Sputtering Power Effects on Growth and Mechanical Properties of Cr2AlC MAX Phase Coatings

Naveed

Obrosov

Żak

et al. 2016

Metals

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“…18 GPa which is consistent with the values of hardness obtained from the Vicker indentation in literature [174,177].…”

Section: Dsi Tests With Berkovich Indenter Tipsupporting

confidence: 91%

Determining the elastic-plastic properties of metallic materials through instrumented indentation

Chang¹

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AgradecimientosPrimero, me gustaria agradecer a mis supervisores. Me gustaría expresar mi máximo aprecio hacia mi supervisor Dr. J. Ruiz-Hervias por guiarme y ayudarme durante estos años en el laboratorio. He aprendido de él, no solo en lo estrictamente académico, si no en su generosidad y en su mente positiva hacia la vida. Además, también quería agradecer a mi co-supervisor Dr. M. A. Garrido. Él ha jugado un papel muy significante en el inicio de mi vida académica. Sus ideas y su entusiasmo siempre me inspiraron y me motivaron. Sin su paciencia y su ayuda, nunca hubiera acabado esta tesis. ResumenEn los últimos años, y asociado al desarrollo de la tecnología MEMS, la técnica de indentación instrumentada se ha convertido en un método de ensayo no destructivo ampliamente utilizado para hallar las características elástico-plásticas de recubrimientos y capas delgadas, desde la escala macroscópica a la microscópica. Sin embargo, debido al complejo mecanismo de contacto debajo de la indentación, es urgente proponer un método más simple y conveniente para obtener unos resultados comparables con otras mediciones tradicionales. En este estudio, el objetivo es mejorar el procedimiento analítico para extraer las propiedades elástico-plásticas del material mediante la técnica de indentación instrumentada.La primera parte se centra en la metodología llevada a cabo para medir las propiedades elásticas de los materiales elásticos, presentándose una nueva metodología de indentación, basada en la evolución de la rigidez de contacto y en la curva fuerza-desplazamiento del ensayo de indentación. El método propuesto permite discriminar los valores de indentación experimental que pudieran estar afectados por el redondeo de la punta del indentador. Además, esta técnica parece ser robusta y permite obtener valores fiables del modulo elástico.La segunda parte se centra en el proceso analítico para determinar la curva tensión-deformación a partir del ensayo de indentación, empleando un indentador esférico. Para poder asemejar la curva tension-deformación de indentación con la que se obtendría de un ensayo de tracción, Tabor determinó empíricamente un factor de constricción de la tensión () y un factor de constricción de la deformación (). Sin embargo, la elección del valor de  y  necesitan una derivación analítica. Se describió analíticamente una nueva visión de la relación entre los factores de constricción de tensión y la deformación basado en la deducción de la viii ecuación de Tabor. Un modelo de elementos finitos y un diseño experimental se realizan para evaluar estos factores de constricción. A partir de los resultados obtenidos, las curvas tension-deformación extraidas de los ensayos de indentación esférica, afectadas por los correspondientes factores de constricción de tension y deformación, se ajustaron a la curva nominal tensión-deformación obtenida de ensayos de tracción convencionales.En la última parte, se estudian las propiedades del revestimiento de cermet Inconel 625-Cr 3 C 2 que es depositado en el medio de una a...

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“…It should be noted that it is possible, as well, to synthesize the metastable chromium carbides like CrC and Cr 3 C, which is confirmed, inter alia, by authors of works [11,12]. According to Hirota et al [13] Due to the high hardness of chromium carbides and relatively low price of chromium, they are also used as a strengthening phase in nickel based superalloys and cobalt based alloys (Stellites), performing in many cases with the MC carbides (M = Nb, Zr, Ta, Hf) [15÷24]. In the iron based alloys, chromium carbides are used in tool steels and hardfacing alloys as well [1÷6,22,23].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 81%

The Characterization Of Cast Fe-Cr-C Alloy

Wieczerzak¹,

Bała²,

Stępień³

et al. 2015

Archives of Metallurgy and Materials

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The paper presents the results of the characterization of alloy from Fe-Cr-C (carbon content 0.79 wt.%) system including the microstructure, phase analysis, morphology and hardness in as cast state. The chemical composition was designed to create chromium-rich ferritic matrix with high volume fraction of carbides in form of interdendritic eutectics. The research was carried out on the cross section of the ingot, synthesized in an arc furnace under high purity argon atmosphere and crystallized on water-cooled copper mould. Microstructural characterization was carried out by light microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Phase identification was performed by X-Ray diffraction (XRD). The microstructure of the investigated alloy is composed of primary and secondary dendrites Fe-Cr solid solution and complex M 23 C 6 and M 7 C 3 carbides in interdendritic areas. Segregation of Cr and C during crystallization causes precipitation of M 7 C 3 carbides. The average hardness of the alloy is 205±12 HV10.Keywords: Fe-Cr-C alloy, chromium carbides, cast alloy, segregation W pracy dokonano analizy mikrostruktury, faz oraz wybranych właściwości stopu w stanie lanym z układu Fe-Cr-C (stężenie węgla 0,79% mas.). Skład chemiczny zaprojektowano tak, aby uzyskać osnowę ferrytyczną bogatą w chrom z dużym udziałem objętościowym węglików eutektycznych. Badania przeprowadzono na przekroju poprzecznym wlewka wykonanego w piecu łukowym w atmosferze ochronnej argonu, krystalizującego na miedzianym łożu, chłodzonym wodą. Obserwacje mikrostruktury przeprowadzono z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej oraz skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Identyfikację faz wykonano za pomocą rentgenowskiej analizy fazowej. Mikrostruktura badanego stopu składa się z dendrytów pierwszo i drugorzędowych roztworu stałego chromu w żelazie α oraz węglików złożonych M 23 C 6 i M 7 C 3 , powstałych w obszarach międzydendrytycznych. Segregacja Cr i C podczas krystalizacji, sprzyja wydzielaniu węglików typu M 7 C 3 . Średnia twardość stopu wynosi 205±12 HV10.

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Simultaneous synthesis and consolidation of chromium carbides (Cr3C2, Cr7C3 and Cr23C6) by pulsed electric-current pressure sintering

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Sputtering Power Effects on Growth and Mechanical Properties of Cr2AlC MAX Phase Coatings

Sputtering Power Effects on Growth and Mechanical Properties of Cr2AlC MAX Phase Coatings

Determining the elastic-plastic properties of metallic materials through instrumented indentation

The Characterization Of Cast Fe-Cr-C Alloy

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