On the influence of solution and ageing treatments on the microstructure of ZK40 alloys modified with Ca, Gd, Nd and y additions

Ricardo Henrique Buzolin, Chamini Lakshi Mendis, Domonkos Tolnai, Karl Ulrich Kainer, Norbert Hort, Erenilton Pereira Da Silva, Haroldo Cavalcanti Pinto

Research output: Contribution to journalArticleResearchpeer-review

Abstract

As-cast ZK40 alloys, modified with the addition of CaO, Gd, Nd and Y were investigated. Solution heat treatments were performed based on differential thermal analysis results. The unmodified ZK40 alloy exhibited microstructure with nearly no intermetallic compound but with precipitates formed during the solution treatment. The modified ZK40 alloys exhibited a semi-dissolved network of intermetallic compounds along the grain boundaries and zones of intermetallic compounds within the grains. Interestingly, no precipitates were observed immediately next to the grain boundaries. The energy dispersive X-ray spectroscopy line scans showed an enrichment of Zn and Zr in the regions where the precipitates are found, suggesting that they are Zn-Zr precipitates. The ageing behaviour was compared between the as-cast and the solution treated materials and it was found that apart from the ZK40-Gd, ZK40-Nd and ZK40-Y aged at 200 °C after solution treatment, there is no notable ageing response for the investigated alloys.

Translated title of the contributionOn the influence of solution and ageing treatments on the microstructure of ZK40 alloys modified with Ca, Gd, Nd and y additions
Original languageGerman
Pages (from-to)268-287
Number of pages20
JournalPraktische Metallographie/Practical Metallography
Volume55
Issue number5
DOIs
Publication statusPublished - 1 May 2018
Externally publishedYes

Fingerprint

Precipitates
precipitates
Aging of materials
Intermetallics
intermetallics
microstructure
Microstructure
Grain boundaries
grain boundaries
cast alloys
Differential thermal analysis
casts
thermal analysis
heat treatment
Heat treatment
ZK40 alloy
spectroscopy
x rays
energy

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  • Metals and Alloys

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Zum Einfluss des Lösungsglühens und Aushärtens auf die Mikrostruktur von ZK40-Legierungen, modifiziert durch Zugaben von Ca, Gd, Nd und Y. / Buzolin, Ricardo Henrique; Mendis, Chamini Lakshi; Tolnai, Domonkos; Kainer, Karl Ulrich; Hort, Norbert; Pereira Da Silva, Erenilton; Cavalcanti Pinto, Haroldo.

In: Praktische Metallographie/Practical Metallography, Vol. 55, No. 5, 01.05.2018, p. 268-287.

Research output: Contribution to journalArticleResearchpeer-review

Buzolin, Ricardo Henrique ; Mendis, Chamini Lakshi ; Tolnai, Domonkos ; Kainer, Karl Ulrich ; Hort, Norbert ; Pereira Da Silva, Erenilton ; Cavalcanti Pinto, Haroldo. / Zum Einfluss des Lösungsglühens und Aushärtens auf die Mikrostruktur von ZK40-Legierungen, modifiziert durch Zugaben von Ca, Gd, Nd und Y. In: Praktische Metallographie/Practical Metallography. 2018 ; Vol. 55, No. 5. pp. 268-287.
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TY - JOUR

T1 - Zum Einfluss des Lösungsglühens und Aushärtens auf die Mikrostruktur von ZK40-Legierungen, modifiziert durch Zugaben von Ca, Gd, Nd und Y

AU - Buzolin, Ricardo Henrique

AU - Mendis, Chamini Lakshi

AU - Tolnai, Domonkos

AU - Kainer, Karl Ulrich

AU - Hort, Norbert

AU - Pereira Da Silva, Erenilton

AU - Cavalcanti Pinto, Haroldo

PY - 2018/5/1

Y1 - 2018/5/1

N2 - ZK40-Legierungen im Gusszustand, modifiziert durch Zugaben von CaO, Gd, Nd und Y, wurden untersucht. Diese Legierungen wurden auf Grundlage der Ergebnisse der Differenz-Thermoanalyse lösungsgeglüht. Die unmodifizierte ZK40-Legierung zeigte eine Mikrostruktur, die nahezu keine intermetallischen Verbindungen, jedoch Ausscheidungen enthielt, die sich während des Lösungsglühens gebildet hatten. Die modifizierten ZK40-Legierungen zeigten ein halb-aufgelöstes Netzwerk von intermetallischen Verbindungen entlang der Korngrenzen sowie Zonen mit intermetallischen Verbindungen innerhalb der Körner. Interessanterweise wurden keine Ausscheidungen direkt neben den Korngrenzen beobachtet. Die Linienscans der energiedispersiven Röntgenspektroskopie zeigten eine Anreicherung von Zn und Zr in den Bereichen, in denen die Ausscheidungen beobachtet wurden, was nahelegt, dass es sich um Zn-Zr-Ausscheidungen handelt. Das Alterungsverhalten der Werkstoffe im Gusszustand und das der lösungsgeglühten Werkstoffe wurden verglichen. Es stellte sich heraus, dass, abgesehen von ZK40-Gd, ZK40-Nd und ZK40-Y, die nach dem Lösungsglühen bei 200 °C alterten, keine deutliche Alterungsreaktion bei den untersuchten Legierungen zu beobachten war.

AB - ZK40-Legierungen im Gusszustand, modifiziert durch Zugaben von CaO, Gd, Nd und Y, wurden untersucht. Diese Legierungen wurden auf Grundlage der Ergebnisse der Differenz-Thermoanalyse lösungsgeglüht. Die unmodifizierte ZK40-Legierung zeigte eine Mikrostruktur, die nahezu keine intermetallischen Verbindungen, jedoch Ausscheidungen enthielt, die sich während des Lösungsglühens gebildet hatten. Die modifizierten ZK40-Legierungen zeigten ein halb-aufgelöstes Netzwerk von intermetallischen Verbindungen entlang der Korngrenzen sowie Zonen mit intermetallischen Verbindungen innerhalb der Körner. Interessanterweise wurden keine Ausscheidungen direkt neben den Korngrenzen beobachtet. Die Linienscans der energiedispersiven Röntgenspektroskopie zeigten eine Anreicherung von Zn und Zr in den Bereichen, in denen die Ausscheidungen beobachtet wurden, was nahelegt, dass es sich um Zn-Zr-Ausscheidungen handelt. Das Alterungsverhalten der Werkstoffe im Gusszustand und das der lösungsgeglühten Werkstoffe wurden verglichen. Es stellte sich heraus, dass, abgesehen von ZK40-Gd, ZK40-Nd und ZK40-Y, die nach dem Lösungsglühen bei 200 °C alterten, keine deutliche Alterungsreaktion bei den untersuchten Legierungen zu beobachten war.

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85047269209&partnerID=8YFLogxK

U2 - 10.3139/147.110518

DO - 10.3139/147.110518

M3 - Artikel

VL - 55

SP - 268

EP - 287

JO - Practical metallography = Praktische Metallographie

JF - Practical metallography = Praktische Metallographie

SN - 0032-678X

IS - 5

ER -