Efecto de agregados de Nb en el compuesto Zr2Fe

Abstract

La revisión del diagrama de fases binario Zr-Fe realizada por Arias y colab. aceptó que la estructura cristalina del intermetálico Zr2Fe es tetragonal y que en presencia de un tercer elemento como el oxígeno, nitrógeno o carbono, estabiliza una fase cúbica. Nevitt y colab. en aleaciones de Ti, Zr y Hf con metales de transición como segundos y terceros aleantes y en sistemas ternarios con oxígeno como tercer aleante, sistematizaron la aparición de fases con estructura cristalina cúbica del tipo Ti2Ni. Teniendo como base estudios previamente realizados en el sistema Zr-Nb-Fe, se acepta que la presencia de Nb en el intermetálico Zr2Fe estabiliza una fase cúbica de tipo Ti2Ni. El objetivo del presente trabajo es determinar el rango de estabilidad del intermetálico Zr2Fe con agregados de Nb, el rango de existencia de la fase ternaria con estructura cristalina tipo Ti2Ni (denominada Lambda) y el campo bifásico correspondiente. Para ello se analizan aleaciones de Zr-Nb-Fe, de fundición y tratadas térmicamente a 800 grados C, con 35 por ciento at. de Fe y contenidos de Nb entre el 0.5 por ciento at. y el 15 por ciento at. La determinación y caracterización de fases se lleva a cabo mediante técnicas de microscopía óptica y electrónica de barrido, difracción de rayos X, microanálisis y espectroscopía Mössbauer. Combinando estas técnicas se encuentra, entre otras cosas, que la fase Zr2Fe aceptaría en solución hasta aproximadamente un 0.5 por ciento at. de Nb y que el campo bifásico Zr2Fe+Lambda sería estable en el rango (0.5-3.5) por ciento at. Nb. Se propone además un corte a 800 grados C del diagrama ternario (Zr-Nb-/fe) en la zona estudiada.|The binary Zr-Fephase diagram revision, performed by Arias et al, accepted the intermetallic Zr2Fe crystalline structure as tetragonal and determined that the presence of a third element like oxygen, nitrogen or carbon, stabilizes a cubic phase. Nevitt et al. studying Ti, Zr and Hf alloys with transition metals as second or third elements and ternary systems with oxygen as third element, systematized the occurrence of phases with a cubic Ti2Ni type crystalline structure. From previous studies in the Zr-Nb-Fe system, it is an agreed fact that Nb presence in the Zr2Fe intermetallic stabilizes a cubic Ti2Ni type phase. The purpose of the present work is to determined the stability range of the Zr2Fe intermetallic with Nb contents, the existence range of the ternary cubic Ti2Ni type phase (designed Lambda) and the corresponding two-phase region. We analyze as cast and heat treated (800C degree) Zr-Nb-Fe alloys with 35 per cent atomic Nb in solution and that the two-phase region Zr2Fe+Lambda would be stable in the (0.5-3.5)Nb atomic percent range. It is proposed as well a 800 C degree section of the ternary diagram (Zr-Nb-Fe) in the studied region.

The binary Zr-Fephase diagram revision, performed by Arias et al, accepted the intermetallic Zr2Fe crystalline structure as tetragonal and determined that the presence of a third element like oxygen, nitrogen or carbon, stabilizes a cubic phase. Nevitt et al. studying Ti, Zr and Hf alloys with transition metals as second or third elements and ternary systems with oxygen as third element, systematized the occurrence of phases with a cubic Ti2Ni type crystalline structure. From previous studies in the Zr-Nb-Fe system, it is an agreed fact that Nb presence in the Zr2Fe intermetallic stabilizes a cubic Ti2Ni type phase. The purpose of the present work is to determined the stability range of the Zr2Fe intermetallic with Nb contents, the existence range of the ternary cubic Ti2Ni type phase (designed Lambda) and the corresponding two-phase region. We analyze as cast and heat treated (800C degree) Zr-Nb-Fe alloys with 35 per cent atomic Nb in solution and that the two-phase region Zr2Fe+Lambda would be stable in the (0.5-3.5)Nb atomic percent range. It is proposed as well a 800 C degree section of the ternary diagram (Zr-Nb-Fe) in the studied region.