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01.07.2011 | Ausgabe 7/2011

Metallurgical and Materials Transactions A 7/2011

Precipitates in As-Cast and Heat-Treated ASTM F75 Co-Cr-Mo-C Alloys Containing Si and/or Mn

Zeitschrift:
Metallurgical and Materials Transactions A > Ausgabe 7/2011
Autoren:
Alfirano, Shingo Mineta, Shigenobu Namba, Takashi Yoneda, Kyosuke Ueda, Takayuki Narushima
Wichtige Hinweise
Manuscript submitted August 30, 2010.

Abstract

The effect of the addition of Si or Mn to ASTM F75 Co-28Cr-6Mo-0.25C alloys on precipitate formation as well as dissolution during solution treatment was investigated. Three alloys—Co-28Cr-6Mo-0.25C-1Si (1Si), Co-28Cr-6Mo-0.25C-1Mn (1Mn), and Co-28Cr-6Mo-0.25C-1Si-1Mn (1Si1Mn)—were heat treated from 1448 K to 1548 K (1175 °C to 1275 °C) for a holding time of up to 43.2 ks. In the case of the as-cast 1Si and 1Si1Mn alloys, the precipitates were M23C6-type carbide, η phase (M6C-M12C–type carbide), and π phase (M2T3X-type carbide with a β-Mn structure), while in the case of the as-cast 1Mn alloy, M23C6-type carbide and η phase were detected. The 1Si and 1Si1Mn alloys required longer heat-treatment times for complete precipitate dissolution than did the 1Mn alloys. During the solution treatment, blocky dense M23C6-type carbide was observed in all the alloys over the temperature range of 1448 K to 1498 K (1175 °C to 1225 °C). At the heat-treatment temperature of 1523 K (1250 °C), starlike precipitates with stripe patterns—comprising M23C6-type carbide and metallic face-centered-cubic (fcc) γ phase—were detected in the 1Si and 1Si1Mn alloys. A π phase was observed in the 1Si and 1Si1Mn alloys heat treated at 1523 K and 1548 K (1250 °C and 1275 °C) and in the 1Mn alloy heat treated at 1548 K (1275 °C); its morphology was starlike-dense. The addition of Si appeared to promote the formation of the π phase in Co-28Cr-6Mo-0.25C alloys at 1523 K and 1548 K (1250 °C and 1275 °C). Thus, the addition of Si and Mn affects the phase and morphology of the carbide precipitates in biomedical Co-Cr-Mo alloys.

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