Schlussbericht - Dechema Forschungsinstitut

zwischen 0,5% und 1% zu einer homogenen Verteilung der Partikel führt, ohne die Partikel
zu stark zu vergröbern. Bei gleichzeitiger Verwendung von Silizium wurde deshalb ein Anteil
von 0,7% Eisen gewählt. Eisen und Silizium sind β-stabilisierende Elemente und wirken sich
wie Niob und Vanadium auf die β-Transus-Temperatur aus. Mittels ThermoCalc ® wurden
Simulationen durchgeführt, um eine Zusammensetzung zu finden, deren β-Transus-
Temperatur vergleichbar mit Ti 6Al 4V ist. Diese Überlegungen führten zu der Legierung
Ti 6Al 2V 3Nb 0,9La 0,7Fe 0,3Si. Außerdem wurde erwogen, die Menge an Lanthan in
einem weiteren Schritt von 0,9% auf 0,7% zu verringern.
Die Legierung ließ sich gut gießen. Alle Stangen waren vollständig und während der
Gefügeuntersuchung wurden keine Lunker gefunden. Die Lanthanpartikel bewirken ein
feinkörniges Gefüge mit einer mittleren Korngröße im Gusszustand von 50 µm
(Standardabweichung: 12 µm). Die Partikel sind homogen im Gefüge verteilt. Die mittlere
Partikelgröße beträgt auf den Korngrenzen 1,8 µm (Standardabweichung: 1 µm) und in der
Matrix 1,5 µm (Standardabweichung: 1 µm). Die maximale Partikelgröße beträgt 7,1 µm.
Ungefähr die Hälfte der Partikel befindet sich in der Matrix.
Die hergestellten Proben wurden bei 900°C für anderthalb Stunden geglüht. Nach der
Wärmebehandlung waren die α-Lamellen deutlicher ausgeprägt und es hat sich ein α-Saum
auf den Korngrenzen gebildet. Die Auswertung der Partikelgröße und -verteilung zeigte keine
großen Unterschiede zum Gusszustand.
Abbildung 42: Gefügebilder der Legierung Ti 6Al 2V 3Nb 0,9La 0,7Fe 0,3Si im Gusszustand (links)
und nach der ersten Wärmebehandlung (rechts).
Das Rundkneten erfolgte bei den bekannten Temperaturen. Es wurde darauf geachtet,
dass die aufgetragene Zirkonoxidschicht gut haftet, um zu vermeiden, dass eine zu starke
Sauerstoffaufnahme die Ergebnisse beeinträchtigt. Alle Stangen ließen sich vollständig
umformen. Bei keiner Stange wurden Risse an der Oberfläche gefunden und aus allen
Stangen konnten Zugproben hergestellt werden.
Die Zugfestigkeit liegt zwischen 960 und 1010 MPa, konnte also im Vergleich zu den
Legierungen Ti 6Al 7Nb 0,9La XFe erhöht werden bei gleichbleibend guter Bruchdehnung.
Die Bruchdehnung betrug 8,9% und 9,7% (siehe Abbildung 43).
61