Diplomarbeit Quantitative Analyse des Ausscheidungs- verhaltens ...

Im Falle von kohärenten Grenzflächen ist der Beitrag der Karbide zur gesamten
berechneten Integralintensität um eine Faktor von ungefähr vier höher als der
Wert der γ‘-Ausscheidungen. Die gemessene Integralintensität liegt bei allen vier
Temperaturen näher an den kohärenten Werten. Bei Temperaturen von 750°C und
800°C liegen die gemessenen Integralintensitäten unter den Ergebnissen der
theoretischen Berechnung. Dies kann damit erklärt werden, dass sich die
Legierung bei den niederen Auslagerungstemperaturen, trotz der langen
Auslagerungszeiten, noch nicht im thermodynamischen Gleichgewicht befindet.
Bei 850°C und 900°C überschreitet allerdings die Messung leicht den berechneten
Wert für kohärente Ausscheidungen, da es wahrscheinlich bereits zur Ausbildung
von inkohärenten Ausscheidungen kommt. Natürlich gibt es auch die Fälle, dass
entweder nur Ni3(Al, Ti) oder die Karbide kohärent bzw. inkohärent sind.
Differenzen lassen sich auch damit begründen, dass möglicherweise ein
Teil des Titans in primären Karbiden oder Karbonitriden gebunden ist, während
Aluminium kein Karbidbildner ist. Da es sich um eine industriell hergestellte
Legierung handelt, kann es natürlich auch zu Abweichungen von der mittleren
chemischen Zusammensetzung kommen. Bereits eine kleine Veränderung im
Kohlenstoffgehalt wirkt sich stark auf den Volumenanteil und die
Integralintensität der Karbide aus.
Nach der Trennung der Streubeiträge von γ‘-Ausscheidungen und
Karbiden kann man mit Hilfe eines Vergleichs der erhaltenen Integralintensitäten
Q zumindest qualitativ die Richtigkeit der Modellierung überprüfen, da die
Messung bei der jeweils längsten Auslagerungszeit mit dem theoretisch
berechneten Gleichgewichtswert übereinstimmen sollte. Abbildung 7.2 zeigt eine
Gegenüberstellung der Ergebnisse für γ‘-Ausscheidungen. Die gemessene
Integralintensität liegt für 750, 800 und 850°C etwas unter dem berechneten Wert
für kohärente Grenzflächen. Bei 900°C befindet man sich zwischen dem
kohärenten und inkohärenten Fall.
~
~
Im nächsten Schritt soll der Q -Beitrag der Karbide diskutiert werden. Der
Einfluss der Wärmebehandlung auf die Karbidumwandlung von M
7C3 zu M23C6 in
Nimonic 80a wird detailliert in [FELL, 1961] beschrieben. Diese Studie kommt zu
dem Ergebnis, dass im Temperaturbereich von 1050 bis 1150°C das chromreiche
M7C3-Karbid stabil ist. Bei Auslagerungen unter 1050°C scheidet sich ebenfalls
zuerst M7C3 aus, das nach einer gewissen Zeit vollständig in M23C6 umwandelt.
Weiters wird auf die starke Abhängigkeit des Zeitbereiches der Umwandlung vom
Kohlenstoff-, Titan- und Aluminiumgehalt hingewiesen. Zwischen 750 und 900°C
müssten laut der oben zitierten Arbeit auch noch bei den längsten
Auslagerungszeiten M23C6 und M7C3 nebeneinander vorliegen. Hingegen sagen
thermodynamische Gleichgewichtsrechnungen mit Matcalc [LIND, 2002] die
Karbidumwandlung für 820 bis 850°C voraus. Demnach sollten über diesen
Temperaturen nur mehr M7C3 vorhanden sein. Da man nicht davon ausgehen
kann, dass in den Proben nur M7C3 oder M23C6 vorliegt, werden in Abbildung 7.3
vier Grenzlinien (M23C6 (koh.), M23C6 (ink.), M7C3 (koh.), M7C3 (ink.)) gezeigt.
Die eingezeichneten Messpunkte liegen immer zwischen den Grenzfällen.
78