ON THE CREEP DEFORMATION OF A CAST NEAR GAMMA TiA1 ALLOY Ti -48Al - lNb

-The steady-state creep deformation behavior of a cast two phase gamma TiA1 alloy having the composition Ti-48AI 1Nb (a t . ° ) has been studied. Tension creep tests using the stress increment technique (a~ < cr 2 < or3) were conducted over the temperature range of 704-850°C at constant initial applied stress level of 103.4-241.3 MPa. The activation energy for creep over the temperature and stress regime of this study varied from 317.5 kJ/mol (137.8 MPa) up to 341.0kJ/mol (206.8 MPa) with an average value of 326.4 k J/tool. This is well within the range of values previously measured for gamma TiA1 alloys where creep controlled by volume diffusion has been suggested as rate controlling. The stress exponents measured were 5.0 at 704°C, 4.9 at 750°C, 4.7 at 800°C and 4.46 at 850°C. Using the activation energy of 326.4 kJ/mol, the temperature compensated steady-state creep rate was plotted against log stress with all temperatures collapsing onto a single line having a slope equal to 4.95. Using conventional creep analysis, this value of the stress exponent can be taken as suggestive of dislocation climb controlled power law creep as the operative deformation mechanism within the stress and temperature regime of the present study. The boundary separating the lamellar grains in two phase gamma TiA1 alloys having the duplex microstructure may be a very important aspect of this microstructure with respect to creep deformation resistance. The interlocking 7/~ 2 laths making up these boundaries are expected to be very resistant to grain boundary sliding which may contribute to creep deformation in the dislocation creep regime. Finally, some previous observations along with a comparison of the creep behavior of the Ti 48Al-INb alloy to that of a Ti-50.3AI binary have been discussed in terms of the pre-exponential constant A in the power law creep equation. TiA1 alloys having similar stress and temperature dependencies but differing steady-state strain rates over comparable stress-temperature regimes may be rationalized on the basis of differing power law creep constants which may reflect differences in stacking fault energies. R 6 s u m ~ ) n &udie la d6formation par fluage en r6gime permanent d'un alliage TiA1 gamma biphas6 coul6 ayant la composition Ti-48AI 1Nb (en % atomique). Des essais de fluage, par la technique de l'incr6ment de contrainte (a t < o 2 < ~3), sont effectu6s sur une gamme de temp6ratures allant de 704 850°C pour des niveaux initiaux constants de la contrainte appliqu6e allant de 103,4 MPa 241,3 MPa. L'6nergie d'activation du fluage dans la gamme de contraintes et de temp6ratures de cette &ude varie entre 317,5 kJ/mol. (137,8 MPa) et 341,0 kJ/mol (206,8 MPa) avec une valeur moyenne de 326,4 kJ/mol. Ces r6sultats sont bien dans le domaine des valeurs d@i mesur6es pour les alliages TiAI gamma o0 l'on supposait que la vitesse de fluage 6tait contr616e par la diffusion en volume. Les exposants de contrainte mesur6s sont de 5,0 fi 704°C, 4,9 750°C, 4,7 ~i 800°C et 4,46/l 850C. En utilisant une energie d'activation de 326,4 kJ/mol, la vitesse de fluage en regime permanent compens6e pour la temp6rature est port6e en fonction du logarithme de la contrainte avec toutes les temp6ratures donnant une seule ligne de pente 4,95. Par une analyse classique du fluage, on peut consid6rer que cette valeur de l'exponsant de contrainte sugg6re un fluage contr616 par la mont6e des dislocations qui serait le m6canisme actif dans la gamme de temp6ratures et de contraintes de cette &ude. La fronti6re qui sbpare les grains lamellaires dans l'alliage TiA1 gamma biphas6 pr6sentant la microstructure duplex peut &re un aspect tr6s important de cette microstructure par rapport fi la r6sistance fi la d6formation par fluage. On s'attend fi ce que les lattes imbriqu6es 7/~2 qui constituent ces fronti6res soient tr6s resistantes au glissement intergranulaire, ce qui peut contribuer a la d6formation par fluage dans le r6gime de fluage par dislocations. Enfin, on discute quelques observations ant6rieures en comparant le fluage de l'alliage Ti-48AI 1Nb et celui de l'alliage binaire Ti 50,3A1 en s'int6ressant au facteur constant preexponentiel A de l'6quation de fluage. Des alliages TiAI qui ont des d6pendances identiques vis fi vis de la temperature et de la contrainte, mais qui diff6rent par les vitesses de d6formation en r6gime permanent dans des domaines comparables de temp6ratures et de contraintes peuvent ~tre classes a partir des constantes. A differentes de la loi de fluage, ce qui pourrait refleter des diff6rences dans l'6nergie de d6faut d'empilement. Zusammenfassung--Das station/ire Kriechverhalten einer gegossenen zweiphasigen Gamma-TiAI-Legierung der Zusammensetzung Ti-48A1 1Nb (in At.%) wird untersucht. Hierzu werden mit der Methode des Spannungsanstieges (a~ < a 2 < a3) Kriechversuche unter Zugbelastung im Temperaturbereich zwischen 704-850°C und den zu Anfang gleichen Spannungswerten von 103,4 241,3 MPa durchgeffihrt. Die Kriechaktivierungsenergie variiert in diesem experimentellen Bereich zwischen 317,5 (bei 137,8 MPa) und 341 kJ/Mol (bei 206,8 MPa); ein mittlerer Wert ist 326,4 kJ/Mol. Diese Werte entsprechen gut frfiher gemessenen, die einem durch Volumdiffusion gesteuerten Mechanismus zugeschrieben wurden. Die gemessenen Spannungsexponenten betragen 5,0 bei 704°C, 4,9 bei 750°C, 4,7 bei 800°C und 4,46 bei 850°C. Mit der bestimmten Aktivierungsenergie von 326,4 kJ/Mol wird die temperaturkompensierte I I I b