Dichtest gepackte Phasen in Nickelbasis-Superlegierungen

Beschreibung

In der vorliegenden Arbeit wurden der gesamte Zusammensetzungsbereich der ternären Systeme Ni-Mo-Re und Ni-Mo-Ru bei 1100°C und Ausschnitte des Systems Ni-Mo-Cr bei 1100°C und 1250°C charakterisiert. Die Charakterisierung erfolgte durch Bestimmung der Gleichgewichtszusammensetzungen und der Kristallstrukturen der auftretenden Phasen, sowie der Ermittlung mechanischer Kennwerte anhand von Härtemessungen. Für das experimentelle Vorgehen wurde die Methode der Multi-Diffusionspaare gewählt. Es wurde gezeigt, dass im System Ni-Mo-Cr zwei tcp-Phasen thermodynamisch stabil sind, die tetragonale σ- und die orthorhombische P-Phase. Beide Phasen treten nur im ternären Gebiet und nicht in einem der binären Randsysteme auf. Bei den beiden anderen Systemen konnten keine Phasen nachgewiesen werden, die ausschließlich im ternären Raum stabil sind. Im Ni-Mo-Re-System treten die σ- und die δ-Phase auf, die auch in den binären Systemen Mo-Re beziehungsweise Ni-Mo stabil sind. Im System Ni-Mo-Ru konnte neben den drei Ausgangsmaterialien und der δ-Phase keine weitere Phase nachgewiesen werden. Die neu erstellten isothermen Schnitte der Phasendiagramme wurden auch hinsichtlich ihrer Bedeutung für Nickelbasis-Superlegierungen eingeordnet. Die unterschiedlich breiten Mischungslücken zwischen der Ni-(fcc-) und der Re-(hcp-)Phase beziehungsweise der Ni (fcc ) und der Ru-(hcp-)Phase geben einen Hinweis auf die unterschiedlichen Wirkungsweisen der beiden Legierungselemente Re und Ru. Die Arbeit hat mit den durchgeführten Experimenten entscheidend zur Verbesserung der rechnergestützten Vorhersagen beigetragen.

Autor*in

Robert Popp

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Materialwissenschaft Multi-Diffusionspaare Nickelbasis-Superlegierungen

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