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2024 | OriginalPaper | Buchkapitel

Effect of Ce Substitution with La and Nd on Microstructure and Mechanical Properties of Al11Ce3

verfasst von : Jie Qi, David C. Dunand

Erschienen in: Rare Metal Technology 2024

Verlag: Springer Nature Switzerland

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Abstract

The study investigates the microstructure and mechanical properties of five cast, coarse-grained intermetallic alloys: binary Al11Ce3 and Al11La3, ternary Al11(Ce0.75La0.25)3 and Al11(Ce0.5La0.5)3, and quaternary Al11(Ce0.54La0.27Nd0.19)3 with mischmetal composition. All compounds exhibit a single phase indicating a solid solution among the rare-earth elements (RE = Ce, La, and Nd) on the Ce sublattice of Al11RE3, contrary to Thermo-Calc prediction of segregation of Ce and (La, Nd) into two insoluble compounds. The orthorhombic Immm-structured α-Al11RE3 phase’s lattice parameters increase with increasing La concentration, while the α-β phase transformation temperature decreases. The mechanical properties, encompassing high hardness (4.1–4.3 GPa), low indentation fracture toughness (0.48–0.65 MPa m1/2), together with the high twinning propensity among these five Al11RE3 compounds are remarkably similar. This similarity suggests that these Al11RE3 compounds will exhibit comparable strengthening in Al-RE-based eutectic alloys, while also positioning them as economically and environmentally favorable alternatives to the well-developed binary Al11Ce3 compound formed in current eutectic Al-Ce alloys.

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Literatur
7.
Zurück zum Zitat Sims ZC, Rios OR, Weiss D, Turchi PEA, Perron A, Lee JRI, Li TT, Hammons JA, Bagge-Hansen M, Willey TM, An K, Chen Y, King AH, McCall SK (2017) High performance aluminum–cerium alloys for high-temperature applications. Mater Horiz 4:1070–1078. https://doi.org/10.1039/C7MH00391ACrossRef Sims ZC, Rios OR, Weiss D, Turchi PEA, Perron A, Lee JRI, Li TT, Hammons JA, Bagge-Hansen M, Willey TM, An K, Chen Y, King AH, McCall SK (2017) High performance aluminum–cerium alloys for high-temperature applications. Mater Horiz 4:1070–1078. https://​doi.​org/​10.​1039/​C7MH00391ACrossRef
32.
Zurück zum Zitat Medvedev AE, Murashkin MY, Enikeev NA, Bikmukhametov I, Valiev RZ, Hodgson PD, Lapovok R (2019) Effect of the eutectic Al-(Ce,La) phase morphology on microstructure, mechanical properties, electrical conductivity and heat resistance of Al-4.5(Ce,La) alloy after SPD and subsequent annealing. J Alloys Compd 796:321–330. https://doi.org/10.1016/J.JALLCOM.2019.05.006 Medvedev AE, Murashkin MY, Enikeev NA, Bikmukhametov I, Valiev RZ, Hodgson PD, Lapovok R (2019) Effect of the eutectic Al-(Ce,La) phase morphology on microstructure, mechanical properties, electrical conductivity and heat resistance of Al-4.5(Ce,La) alloy after SPD and subsequent annealing. J Alloys Compd 796:321–330. https://​doi.​org/​10.​1016/​J.​JALLCOM.​2019.​05.​006
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Zurück zum Zitat Eckerlin P, Kandler H (n.d.) Structure data of elements and intermetallic phases. In: AlLa—AlNiZr: datasheet from Landolt-Börnstein—Group III Condensed Matter, vol 6: “Structure data of elements and intermetallic phases”. Springer. https://doi.org/10.1007/10201454_23 Eckerlin P, Kandler H (n.d.) Structure data of elements and intermetallic phases. In: AlLa—AlNiZr: datasheet from Landolt-Börnstein—Group III Condensed Matter, vol 6: “Structure data of elements and intermetallic phases”. Springer. https://​doi.​org/​10.​1007/​10201454_​23
Metadaten
Titel
Effect of Ce Substitution with La and Nd on Microstructure and Mechanical Properties of Al11Ce3
verfasst von
Jie Qi
David C. Dunand
Copyright-Jahr
2024
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-031-50236-1_39

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.