Effect of ultra-purification on the microstructure of Fe-0.8mass%C alloy

Effet de l’ultra-purification sur la microstructure de l’alliage Fe-0,8%C (% en masse)

¹ Osaka Science & Technology Center, Osaka, 550-0004, Japan
² Institute for Materials Research, Tohoku University, Sendai, 980-8577, Japan

Abstract

An ultra-high purity Fe-0.8 mass%C alloy (UHP alloy) was melted in a newly designed ultra-high vacuum induction melting furnace equipped with a copper cold crucible. Reference materials were also prepared, consisting of a high-purity Fe-0.8 mass%C alloy (HP alloy) and a commercial Fe-0.8 mass%C alloy (Com alloy), which were melted in a high vacuum induction melting furnace at research laboratory. The purity of the UHP, HP and Com alloys were approximately 99.998, 99.943 and 99.033 mass %, respectively. The effect of purification on the microstructure was revealed after various heat-treatments applied to the UHP alloy. It was clarified that the microstructure of Fe-0.8 mass%C alloys, especially the morphology of carbide, is strongly affected by purity. In the UHP alloy, lamellar carbide in pearlite easily dissolved, and spheroidized carbide precipitated.

Résumé

Un alliage de ultra-haute pureté Fe-0, 8%C (% en masse) (alliage UHP) a été fondu dans un nouveau four a induction équipé d’un creuset froid en cuivre, sous ultra-vide. Des matériaux de référence de même composition Fe-0, 8%C, ont également été préparés dans les mêmes conditions: un alliage HP (haute pureté) et un alliage de type commercial (alliage Com). La pureté des alliages UHP, HP et Com était voisine respectivement de 99, 998%, 99, 943%, et 99, 033 % en masse. L’effet de la purification sur la microstructure a été observé après différents traitements thermiques sur l’alliage UHP. Il a été observé que la microstructure de ces alliages, particulièrement la morphologie des carbures, est fortement dépendante de la pureté. Dans l’alliage UHP, les carbures lamellaires se dissolvent facilement et des carbures globulaires précipitent.