Schlussbericht - Dechema Forschungsinstitut

Es gab keine Korrelation der Brüche zu den verschiedenen Durchmessern der
Gussformen. Ebenso war es nicht entscheidend, ob eine Stange zu Beginn eines
Schmelztages, bei noch kalter Gussform, oder am Ende abgegossen wurde.
Die Referenzlegierung Ti 6Al 4V 0,9La zeigt nur sehr wenige Rissanzeigen. Ähnlich ist
es auch bei der Legierung Ti 6Al 2Fe 1Mo 0,5Cu, welche keine Partikel aufweist. Es gab hier
vereinzelte Rissanzeigen, aber nur eine Rissanzeige befand sich an einer kritischen Stelle
an der oberen Kerbe. Die Legierungselemente Eisen und Kupfer scheinen die Gießbarkeit
demnach nicht signifikant negativ zu beeinflussen. Für die Legierung Ti 6Al 2Fe 1Mo 0,9La
ergaben sich größere Rissanzeigen bis zu einer Länge von ca. 8 mm und viele kleinere
Risse. Alle Stangen blieben aber intakt. Der Austausch von Vanadium mit Eisen und
Molybdän führt hinsichtlich der Gießbarkeit zu einer Verschlechterung, jedoch ist die
Ursache dafür nicht bekannt. Auffällig war das Versagen aller Legierungen, die gleichzeitig
die Elemente Kupfer und Lanthan enthalten. Man kann daraus schließen, dass die
Rissbildung durch die intermetallischen Phasen verursacht wird. 50% der Proben der
Legierung Ti-FM sind beim Abguss gebrochen. Das Versagen der Proben wurde noch
gravierender, wenn die Eisengehalte im Vergleich zu Ti-FM auf 1 % reduziert wurden bzw.
gar kein Eisen zugegeben wurde. Warum Eisen in diesem Zusammenhang sogar eine
förderliche Rolle hat, ließ sich nicht feststellen. Da Eisen das Element ist, welches die
homogene Partikelverteilung ermöglicht, liegen bei fehlendem bzw. reduziertem Eisengehalt
die Partikel wieder hauptsächlich auf den Korngrenzen. Eventuell fällt dadurch die
Risseinleitung leichter als bei der Legierung Ti-FM und es kommt häufiger zum totalen
Versagen der Proben. Diese Vermutung ist dennoch widersprüchlich, da im Falle von
Ti 6Al 4V 0,9La im Gegensatz zu Ti 6Al 2Fe 1Mo 0,9La ebenfalls Partikel vornehmlich auf
den Korngrenzen liegen. Hier ist aber von einer Verschlechterung der Gießbarkeit
auszugehen.
Tabelle 9: Versagen und Gussfehler nach der Heißrissprüfung. Beschreibung charakteristischer
Rissanzeigen nach der Farbeindringprüfung und der Anzahl gebrochener Stangen.
Bruch Risscharakterisitik nach Farbeindringprüfung
Ti 6Al 4V 0,9La 0/6 kleine Rissanzeigen < 3 mm
Ti 6Al 2Fe 1Mo 0,9La 0/6 1 Stange: lange umlaufende Risse;
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einige lange Risse bis zu 8 mm;
viele kleine Risse < 3 mm
Ti 6Al 2Fe 1Mo 0,5Cu 0/6 1 Stange: umlaufende Risse 5 mm unter Kerbe;
Ti 6Al 2Fe 1Mo 0,9La 0,5Cu
(Ti-FM)
wenige kleine Rissanzeigen < 3 mm;
einzelne feine Anzeigen z.T. in den Kerben
3/6 2 Stangen: kleine Risse in Kerben;
1 Stange: Risse < 5 mm in Stangenmitte;
Rissanzeigen von ca. 3 mm
Ti 6Al 1Fe 2Mo 0,9La 0,5Cu 5/6 5 Stangen: Bruch an oberer Kerbe;
1 Stange: 1 großer umlaufender Riss (fast
durchgebrochen)
Ti 6Al 1Mo 0,9La 0,5Cu 6/6 6 Stangen an oberer Kerbe gebrochen