Mathematische Modellierung der Ausscheidung ... - OPUS-Datenbank

5 Ergebnisse und Diskussion 96
Die resultierenden kritischen Aktivierungsenergien der Keimbildung in Abbildung 5.31 ver-
deutlichen, dass die indirekte Ausscheidung über die Zwischenstufe wesentlich leichter
erfolgen kann. Weitere thermodynamische Berechnungen in der Abbildung 5.32 zeigen,
dass die σ-Phase in der Legierung TMS-121 eine metastabile Zwischenstufe ist und diese
eine deutlich geringere Enthalpie als die µ- bzw. P-Phase hat, welche die stabilen Endstu-
fen der Ausscheidung sind.
Triebkräfte
Alle Triebkräfte bei Beginn der Ausscheidung der σ-, µ- und P-Phase sind in der Abbildung
5.33 dargestellt. Diese Triebkräfte sind wesentlich größer als die globale Triebkraft aus
Abbildung 5.32, da sie nur bei Beginn der Ausscheidung wirken und danach durch zu-
nehmende Veränderung der Matrixzusammensetzung in Richtung des thermodynamischen
Gleichgewichts abnehmen. Man erkennt, dass die Triebkraft zu Beginn der Aus-
scheidung der metastabilen σ-Phase vergleichbar groß zu den anderen Phasen ist, ob-
wohl sie nicht die stabile Gleichgewichtsphase ist. Die Triebkraft nimmt mit steigender
Temperatur ab. Daher können mit steigender Temperatur weniger heterogene Keimbildungsplätze
aktiviert werden, und die Ausscheidungen werden mit steigender Temperatur
weniger, dafür aber größer.
Triebkraft ΔG V / kJ mol -1
6
4
2
μ
0
800 900 1000 1100 1200
Temperatur T / °C
σ
P
Abbildung 5.33: Mit der CALPHAD-Methode berechnete Triebkräfte jeweils bei Beginn der
Ausscheidung in der Legierung TMS-121. Sie sind für alle Phasen vergleichbar groß, obwohl
diese unterschiedlich stabil sind. Die dargestellten Anfangstriebkräfte ΔGv entsprechen
nicht der globalen Triebkraft ΔG0 aus Abbildung 5.32 (siehe auch Kapitel 4.3).
Ternäres Modellsystem Ni-12Cr-16W
Zunächst wird nun das einfache ternäre Modellsystem Ni-12Cr-16W (at-%) betrachtet.
Dieses ermöglicht es, die Eigenschaften des Multikomponenten-Ausscheidungsmodells
ohne eine Überlagerung von störenden Einflüssen zu studieren.