Mikrostrukturelle, chemische und thermomechanische Einflussfaktoren auf die Verformungsmechanismen und mechanischen Eigenschaften von einkristallinen Co-Basis-Superlegierungen

Beschreibung

Im Rahmen dieser Arbeit wurden mikrostrukturelle, chemische und thermo-mechanische Einflussfaktoren auf die mechanischen Eigenschaften von einkristallinen Co-Basis-Superlegierungen untersucht. Dafür wurden systematische Untersuchungen durchgeführt und die zu charakterisierenden Einflussfaktoren sukzessive variiert, sodass ein Einflussfaktor möglichst isoliert von anderen betrachtet werden konnte. Bei der Untersuchung einer Legierungsserie, bei der nur der γ‘ Ausscheidungsvolumenanteil, aber nicht die Phasenzusammensetzung variiert, wurde herausgefunden, dass der Härtungsbeitrag mit zunehmendem Ausscheidungsanteil steigt. Die Druck- und Druckkriechfestigkeit nimmt mit steigendem γ‘ Gehalt zu und erreicht sogar Festigkeitsbeiträge, die mit Ni-Basis-Superlegierungen vergleichbar sind. Dabei nimmt die Stabilität der zweiphasigen Mikrostruktur allerdings ab. An zwei multinären Legierungen wurde herausgefunden, dass die Größe der γ‘ Ausscheidungen einen signifikanten Einfluss auf die Kriechfestigkeit hat, deren Form und die Anordnung aber eher eine untergeordnete Rolle für das Verformungsverhalten spielen. Bei einer genaueren Charakterisierung des Kriechverhaltens mit doppeltem Dehnratenminimum wurde festgestellt, dass die gerichtete Vergröberung einen großen Einfluss auf die Ausprägung und Lage der Minima hat, aber auch die Verformungsmechanismen und Segregation von Elementen an Planardefekte nicht außer Acht gelassen werden dürfen.