EVOLUTION DE LA MICROSTRUCTURE DE DEUX ALLIAGES Ni-Al-Ti A FORTE FRACTION VOLUMIQUE DE g ’(Ni3Al) AU COURS DES TRAITEMENTS THERMIQUES

M. Khitouni*, N. Njah, A. W. Kolsi

Laboratoire de Chimie minérale, Faculté des Sciences de Sfax 3018 Sfax,Tunisie

* Corresponding author. E-mail : mohamed.khitouni@fss.rnu.tn

Received : 29 October 2001; revised version accepted :22 February 2002

Abstract

The microstructural evolution and the kinetics of g ’ coarsening during thermal treatments were investigated in two Ni-Al-Ti alloys, which reproduce the g /g ’ structure of commercial nickel-base superalloys; (Ni-8.44at.%Al-8.53at.%Ti and Ni-14.05at.%Al-2.92at.%Ti). The two alloys present an equilibrium volume fraction of g ’-Ni3Al phase higher than 50%. In both alloys it has been already shown that solidification leads to a dendritic structure. In order to dissolve the g -g ’ eutectics and to smooth the chemical segregation, these alloys were submitted to a solutioning heat treatment for four hours at 1350°C. In the case of aging heat treatment at 850°C for different times and without any applied stress, the evolution of g ’ precipitates consists in both coarsening and shape change from little to large cuboids. Except for very large precipitates, the kinetics of precipitate coarsening were consistent with that of diffusion-controlled coalescence. Then the large one appears to divide when reaching a critical aging time depending on the alloy.

Keywords : Alloys; Dendritic structure; Aging; Coarsening.

Résumé

L’évolution microstructurale et la cinétique de coalescence de la phase g ’ ont été étudiées dans deux alliages Ni-Al-Ti qui reproduisent la structure biphasée g /g ’ des superalliages industriels à base de nickel; (Ni-8.44at.%Al-8.53at.%Ti and Ni-14.05at.%Al-2.92at.%Ti). Ces alliages présentent une fraction volumique de la phase g ’-Ni3Al supérieure à 50%. Nous avons montré que La solidification des deux alliages donne une structure dendritique. Dans le but de dissoudre les plages eutectiques g -g ’ et d’homogénéiser les ségrégations, nous avons recuit ces alliages à 1350°C pendant quatre heures. Au cours des traitements de vieillissement la morphologie des précipités g ’ évolue des petits cubes vers les grands. A l’exception des grandes tailles, la cinétique de l’évolution morphologique obéit le phénomène de diffusion contrôlée par coalescence. Puis les grands précipités tendent à être divisés pour un temps de vieillissement critique dépendant de l’alliage.

Mots clés: Alliages; Structure dendritique; Vieillissement; Coalescence.

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