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.
Kurzfassung
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.
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