Microstructure characterization of high temperature mechanisms in a Nb–Ti–Si alloy - Archive ouverte HAL Access content directly
Journal Articles Intermetallics Year : 2022

Microstructure characterization of high temperature mechanisms in a Nb–Ti–Si alloy

Caractérisation de la microstructure et des mécanismes à haute température dans un alliage Nb-Ti-Si

Abstract

The deformation mechanisms of an Nb–20Si–25Ti–6Al–3Cr–3Mo alloy deformed in compression at 1000 ◦C and at a strain rate of 10−4 s−1 have been investigated, using focused ion beam and transmission electron microscopy techniques. The initial microstructure of the alloy was constituted of a solid solution bcc Nbss matrix and of Nb5Si3 phases of β (tetragonal) and γ (hexagonal) crystallographic structures, with also hcp-Ti precipitates. As expected, the only phase which exhibited plastic deformation at 1000 ◦C was the Nbss matrix. Glide of Burgers vector b = 1/2 <111> dislocations has been observed, in planes compatible with {112} and {123} planes, or with cross-slip in {110} planes, as classically reported in bcc structures. Conversely, climb contribution has not been evidenced, probably because of rearrangement of the climbing dislocations in sub-boundaries. Fine δ-Nb11Si4 precipitates have been detected in the samples compressed at 1000 ◦C. Interactions of the δ-Nb11Si4 precipitates with the dislocations have been observed, which can potentially lead to strengthening of the Nbss phase.
Les mécanismes de déformation d'un alliage Nb-20Si-25Ti-6Al-3Cr-3Mo déformé en compression à 1000 ◦C et à une vitesse de déformation de 10-4 s-1 ont été étudiés, en utilisant des techniques de faisceau d'ions focalisés et de microscopie électronique en transmission. La microstructure initiale de l'alliage était constituée d’une solution solide bcc à base de niobium, Nbss, formant la matrice et de phases Nb5Si3 de structures cristallographiques β (quadratiques) et γ (hexagonales), avec également des précipités hcp-Ti. Comme prévu, la seule phase qui a présenté une déformation plastique à 1000 ◦C était la matrice Nbss. Le glissement des dislocations avec un vecteur de Burgers b = 1/2 <111> a été observé, dans des plans compatibles avec les plans {112} et {123}, ou avec un glissement croisé dans les plans {110}, comme classiquement rapporté dans les structures bcc. Inversement, la contribution à la montée n'a pas été mise en évidence, probablement en raison du réarrangement des dislocations montantes dans les sous-joints. De fins précipités de δ-Nb11Si4 ont été détectés dans les échantillons compressés à 1000 ◦C. Des interactions des précipités δ-Nb11Si4 avec les dislocations ont été observées, ce qui peut potentiellement conduire au renforcement de la phase Nbss.
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Dates and versions

hal-03588670 , version 1 (25-02-2022)

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Cite

David Reyes, Virgil Malard, Stefan Drawin, Alain Couret, Jean-Philippe Monchoux. Microstructure characterization of high temperature mechanisms in a Nb–Ti–Si alloy. Intermetallics, 2022, 144, pp.107509. ⟨10.1016/j.intermet.2022.107509⟩. ⟨hal-03588670⟩
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