Schlussbericht - Dechema Forschungsinstitut

Abbildung 9: Unterschiedliche Partikelverteilung der Legierungen Ti 6Al 4V 0,9La und
Ti 6Al 2Fe 1Mo 0,9La.
Diese homogenere Verteilung der Partikel könnte die mechanischen Eigenschaften
positiv beeinflussen. Die auf den Korngrenzen aufgereihten Partikel schwächen diese und
Risse können entlang der Korngrenzen leicht wachsen. Liegen die Partikel in größeren
Abständen zueinander vor, so werden die Korngrenzen weniger stark geschwächt.
Es hat sich gezeigt, dass die homogene Partikelverteilung durch das Legierungselement
Eisen hervorgerufen wird. Vergleicht man die Legierungen Ti 6Al 2Fe 0,9La und Ti 6Al
1Mo 0,9La, so zeigt sich, dass die Partikel in der Legierung mit Molybdän auf den
Korngrenzen liegen, während die eisenhaltige Legierung eine Partikelverteilung vergleichbar
zu Abbildung 9, links aufweist. Es wurde zunächst vermutet, dass Unterschiede in den
Atomradien der beteiligten Legierungselemente die homogene Partikelverteilung
begünstigen. Während die Lanthanatome im Gitter ca. 28 % größer sind als Titanatome, ist
die Löslichkeit von Lanthan in Titan sehr klein. Die Eisenatome hingegen sind ca. 15 %
kleiner als Titanatome. Die kleineren Eisenatome könnten daher die Löslichkeit der
Lanthanatome im Gitter verbessern. Im späteren Verlauf des Projektes stellte sich heraus,
dass diese Theorie nicht richtig ist. In Kapitel 4.3.3 wird auf diese Thematik nochmals
eingegangen.
Auf die Bildung der kurzbrechenden Späne hatte die unterschiedliche Verteilung der
Partikel keinen Einfluss, da die bei der Zerspanung auftretenden Scherbänder unabhängig
von der Mikrostruktur sind [46].
Um die Zielstellung des Projektes zu erfüllen, wurde die Legierung
Ti 6Al 2Fe 1Mo 0,9La 0,5Cu als die vielversprechendste für weitere Untersuchungen
ausgewählt. Die Fließspannung war im Vergleich zu den kupferfreien Varianten nochmal
erniedrigt. Ob Kupfer einen positiven Einfluss auf die Duktilität hat, muss noch ermittelt
werden. Sie hatte eine β-Transus-Temperatur von 982°C (DSC), was sehr gut mit derjenigen
von Ti 6Al 4V übereinstimmt (siehe Tabelle 2). Die Gießbarkeit war mit Kupfer entgegen der
ursprünglichen Zielstellung etwas verschlechtert, die Zugabe von Silizium soll dieser
Tendenz entgegenwirken. Es wurden zu Ti-FM 0,3% Silizium hinzugefügt. Die Eigenschaften
der Legierungen Ti-FM und Ti-FMS werden im nächsten Kapitel dargestellt.
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