view in publisher's site

On the origin of strengthening mechanisms in Ni-Mo alloys prepared via powder metallurgy

Highlights•A new design for a class of materials•Combination of dispersion, precipitation and solid-solution strengthening•Significant improvement of mechanical propertiesAbstractA new class of materials, which rely on the dispersion strengthening of SiC particles in addition to precipitation strengthening by nano-precipitates is being developed for the application in molten salt nuclear reactors. A battery of dispersion and precipitation strengthened (DPS) NiMo-based alloys containing varying amount of SiC (0.5–2.5 wt.%) was prepared via a mechanical alloying (MA) route followed by spark plasma sintering (SPS), rapid cooling, high-temperature annealing and water quenching. Lab X-ray Diffraction (XRD), Electron Back Scattering Diffraction (EBSD), and Transmission Electron Microscopy (TEM) were employed in the microstructural characterization of this new type of alloys. It is shown that the NiMo matrix of these alloys is effectively reinforced by dispersion of SiC from the initial powder mixture and nano-Ni3Si precipitates, which precipitated during the sintering/annealing process. Furthermore, the matrix is strengthened by solid-solution of Mo in Ni. As a result, these newly developed NiMo alloys take advantage of dispersion, precipitation and solid solution strengthening, which leads to their superior mechanical properties.Graphical abstractA Ni-SiC composite is a class of the carbide dispersion strengthening (CDS) materials developed for the use in the future generation of Molten Salt Reactors (MSRs). However, it has been shown that the strength of this material is not satisfactory due to the large spacing between present SiC particles. Hence, in this work we designed a new class of materials, which can keep the advantages of SiC dispersion strengthening in addition to formation of nano-precipitates to further strengthen the material. A number of dispersion – precipitation strengthened (DPS) NiMo-based alloys containing varying amount of SiC (0.5–2.5 wt.%) was prepared via a mechanical alloying (MA) route followed by spark plasma sintering (SPS), rapid cooling, high-temperature annealing and water quenching. Lab X-ray Diffraction (XRD), Electron Back Scattering Diffraction (EBSD), and Transmission Electron Microscopy (TEM) were employed in the microstructural characterization. The Ni-Mo matrix of these new alloys is reinforced by dispersion strengthening of residual (unreacted) SiC particles from the initial powder mixture in addition to precipitation strengthening of nano-Ni3Si precipitates, which precipitated during the sintering/annealing process. Furthermore, the matrix is strengthened by solid-solution of Mo in Ni. As a result, these newly developed NiMo-based DPS alloys relies on the combination of dispersion, precipitation and solid-solution strengthening leading to superior mechanical properties.Download : Download high-res image (62KB)Download : Download full-size image

در مورد منشا مکانیزم‌های تقویتی در آلیاژهای Ni - Mo آماده‌شده از طریق متالورژی پودر

نکات برجسته - یک طرح جدید برای دسته‌ای از مواد - ترکیبی از پراکندگی، رسوب و تقویت محلول جامد - پیشرفت قابل‌توجه خواص مکانیکی - دسته جدیدی از مواد که بر پراکندگی ذرات SiC علاوه بر تقویت رسوب نانو ذرات برای کاربرد در رآکتورهای هسته‌ای نمک مذاب در حال توسعه است. یک باتری از پراکندگی و رسوب آلیاژهای پایه NiMo تقویت‌شده (DPS)حاوی مقادیر مختلفی از SiC (۰.۵ - ۲.۵ wt. %)از طریق روش آلیاژسازی مکانیکی (MA)و به دنبال آن تف جوشی پلاسمایی جرقه (SPS)، سرد کردن سریع، تابکاری در دمای بالا و سرد کردن آب تهیه شد. آزمایشگاه پراش اشعه ایکس (XRD)، پراش اشعه ایکس (EBSD)و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)در شناسایی ریز ساختار این نوع جدید آلیاژها به کار گرفته شدند. نشان‌داده شده‌است که ماتریس NiMo این آلیاژها به طور موثر با پراکندگی SiC از مخلوط پودر اولیه و رسوبات نانو Ni۳Si تقویت می‌شود که در طول فرآیند تف جوشی / تابکاری رسوب می‌کند. علاوه بر این، ماتریس توسط محلول جامد Mo در Ni تقویت می‌شود. در نتیجه، این آلیاژهای NiMo جدید از پراکندگی، رسوب و تقویت محلول جامد بهره می‌برند که منجر به خواص مکانیکی برتر آن‌ها می‌شود. کامپوزیت Ni - SiC یک کلاس از مواد تقویتی کاربید (CDS)است که برای استفاده در نسل آینده راکتورهای نمک مولتن توسعه‌یافته است. با این حال، نشان‌داده شده‌است که قدرت این ماده به دلیل فاصله زیاد بین ذرات SiC موجود، رضایت‌بخش نیست. از این رو، در این کار ما گروه جدیدی از مواد را طراحی کردیم که می‌تواند مزایای تقویت پراکندگی SiC را علاوه بر تشکیل رسوبات نانو برای تقویت بیشتر مواد حفظ کند. تعدادی از آلیاژهای مبتنی بر NiMo که حاوی مقادیر مختلفی SiC (۰.۵ - ۲.۵ wt. %)از طریق روش آلیاژسازی مکانیکی (MA)و به دنبال آن تف جوشی پلاسمایی جرقه (SPS)، سرد کردن سریع، تابکاری در دمای بالا و سرد کردن آب تهیه شد. آزمایشگاه پراش اشعه ایکس (XRD)، پراش اشعه ایکس (EBSD)و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)در شناسایی ریز ساختار به کار گرفته شدند. ماتریس Ni - Mo این آلیاژهای جدید با پراکندگی ذرات SiC باقیمانده (واکنش نیافته)از مخلوط پودر اولیه علاوه بر رسوب رسوبات نانو Ni۳Si تقویت می‌شود که در طول فرآیند تفجوشی / تابکاری رسوب می‌کند. علاوه بر این، ماتریس توسط محلول جامد Mo در Ni تقویت می‌شود. در نتیجه، این آلیاژهای DPS مبتنی بر NiMo به ترکیب پراکندگی، رسوب و تقویت محلول جامد بستگی دارد که منجر به خواص مکانیکی برتر می‌شود. بارگیری: دانلود تصویر حافظه بالا (۶۲ کیلوبایت): دانلود تصویر تمام اندازه
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.