An Ultrasonic Investigation of Cellular Precipitation Process in Lead-Cadmium Alloy

Ultrasonic velocity measurements have been carried out during the cellular precipitation process of Pb-Cd alloy containing 3 wt.% of Cd using composite oscillator technique. From the measured longitudinal and shear ultrasonic velocities a set of elastic moduli are estimated. Isothermal ageing is studied at 35 °C (room temperature) and 55 °C for quenching temperatures of 230 °C and 260 °C respectively. According to Turnbull's theory of kinetics of cellular precipitaton process while studying the isothermal ageing curves two stages of precipitation process are observed i. e. fast and slow reactions. The isothermal ageing curves are interpreted on the basis of this theory proposed by Turnbull and analysed in the light of Avrami's kinetic equation. From these isothermal ageing curves the values of kinetic parameters b and γ of the kinetic equation for cellular precipitation are estimated.

Zusammenfassung

Mittels einer zusammengesetzten Oszillatortechnik wurden Messungen der Ultraschallgeschwindigkeit während des zellularen Ausscheidungsprozesses von Pb-Cd-Legierungen ausgeführt, die 3 Gewichtsprozent Cd enthielten. Von den gemessenen Longitudinal- und Scherwellengeschwindigkeiten wurde ein Satz von elastischen Moduln abgeschätzt. Die isotherme Alterung wird bei 35 °C (Raumtemperatur) bzw. 55 °C für Abschrecktemperaturen von 230 °C bzw. 260 °C untersucht. In Übereinstimmung mit der Turnbullschen Theorie der Kinetik zellularer Ausscheidungsprozesse wurden bei der Untersuchung der isothermen Alterungskurven zwei Stufen des Ausscheidungsprozesses in schnellen und langsamen Reaktionen untersucht. Die isothermen Alterungskurven werden auf der Grundlage dieser von Turnbull vorgeschlagenen Theorie interpretiert und im Licht der Awramischen kinetischen Gleichung analysiert. Von diesen Kurven werden die Werte der kinetischen Parameter b und γ der kinetischen Gleichung für zellulare Ausscheidung abgeschätzt.

Sommaire

On a effectué en continu des mesures de vitesse de propagation des ultrasons durant le processus de précipitation cellulaire dans un alliage Pb-Cd contenant 3% en masse de Cd. La technique de mesure était celle de l'oscillateur composite. Une série de valeurs des modules d'élasticité a été déduite des mesures des vitesses d'ondes longitudinales et d'ondes transversales. Le vieillissement isotherme a été étudié à 35 °C (température du laboratoire) et à 55 °C, pour des températures de trempe de 230 °C et 260 °C respectivement.

Selon la théorie de Turnbull sur la cinétique du processus de la précipitation cellulaire, ce processus devrait comporter deux étapes observables sur les courbes de vieillissement isotherme: l'une de réaction rapide et l'autre d'évolution lente. Les courbes obtenues ont été interprétées à la lumière de cette théorie et analysées au moyen de l'équation cinétique d'Avrami. On en a déduit les valeurs numériques des paramètres b et γ figurant dans l'équation d'Avrami.