Phase Equilibria in the Aluminium-rich Portion of the Binary System Co-Al and in the Cobalt/Aluminium-rich Portion of the Ternary System Co-Ni-Al

摘要

Phase equilibria were investigated in the aluminium-rich portion of the binary system Co-Al in the concentration range x_(Co) = 0.04 to 0.28. A phase bundle of intermetallic phases Co_4Al_(13) (h), o-Co_4Al_(13) and m-Co_4Al_(13) has been observed between x_(Co) = 0.240 and x_(Co) = 0.247. The binary high-temperature phase Co_4Al_(13) (h) is formed by a peritectic reaction at 1127℃. It cannot be quenched without lattice distorsion causing significant multiple twinning. By means of slow-cooling Co_4Al_(13) (h) decomposes eutectoidaly at 1083℃ into the structural close-related phases: orthorhombic o-Co_4Al_(13) (o-Co_4Al_(13) type) and monoclinic m-Co_4Al_(13) (m-Co_4Al_(13) type). Microstructural as well as X-ray diffraction investigations show that the high-temperature phase Co_4Al_(13) (h) can be stabilized by slight nickel addition. Liquid-quenching of binary Co-Al alloys in the concentration range x_(Co) = 0.240 to 0.275 yields the metastable decagonal phase d-CoAl_3 (m). In the cobalt/aluminiumrich portion of the ternary system Co-Ni-Al, phase equilibria for x_(Ni) = 0 to 0.09 and x_(Al) = 0.72 to 0.87 at 1050℃ as well as phase equilibria for the partial ternary section Co_(25-x)Ni_xAl_(75) (0 ≤ x ≤ 10) have also been investigated. An addition of nickel to the aluminium-rich Co-Al alloys decreases the binary-peritectic temperatures downward to the transition planes.%Im aluminiumreichen Teil des binären Systems Co-Al sind die Phasengleichgewichte zwischen x_(Co) = 0.04 bis 0.28 untersucht worden. Ein Phasenbündel mit den intermetallischen Phasen Co_4Al_(13) (h), o-Co_4Al_(13) und m-Co_4Al_(13) wurde zwischen x_(Co) = 0.24 und x_(Co) = 0.247 ermittelt. Rasche Abkühlung der bei 1127℃ peritektisch entstehenden Hochtemperaturphase Co_4Al_(13) (h) verursacht starke Gitterverzerrung, die signifikante Mehrfachverzwillingung zur Folge hat. Bei einer langsamen Abkühlung zerfällt Co_4Al_(13) (h) eutektoid bei 1083℃ in zwei strukturell eng verwandte Phasen: orthorhombisches o-Co_4Al_(13) (o-Co_4Al_(13)-Strukturtyp) und monoklines m-Co_4Al_(13) (m-Co_4Al_(13)-Strukturtyp). Gefügeanalysen und Röngenbeugungsuntersuchungen zeigen, daß bereits ein geringer Nickelzusatz die Hochtemperaturphase Co_4Al_(13) (h) stabilisiert. Durch schnelle Abkühlung der Schmelze wird die metastabile dekagonale Phase d-CoAl_3 (m) im Kon/entrationsbereich x_(Co) = 0.240 bis 0.275 gebildet. Im kobalt-aluminiumreichen Teil des ternären Systems Co-Ni-Al sind die Phasengleichgewichte zwischen x_(Ni) = 0 bis 0.09 und x_(Al) = 0.72 bis 0.87 bei 1050℃ und im kobaltreichen Teil des ternären Schnittes Co_(25-x)Ni_xAl_(75) (0 ≤ x ≤ 10) ebenfalls untersucht worden. Ein Nickelzusatz zu den aluminiumreichen Co-Al-Legierungen erniedrigt die Temperaturen der binären Peritektika bis zu den Temperaturen der Übergangsebenen.