Mathematische Modellierung der Ausscheidung ... - OPUS-Datenbank

5 Ergebnisse und Diskussion 97
a)
Volumenanteil V / vol-%
10
8
6
4
2
0
10 1
10 2
σ
10 3
Zeit t / h
10 4
10 5
b)
Volumenanteil V / vol-%
10
8
6
4
2
0
10 1
10 2
μ
10 3
Zeit t / h
Abbildung 5.34: Phasenanteile der TCP-Phasen (sphärische Ausscheidungen) im Modellsystem
Ni-12Cr-16W (at-%) bei 1050 °C. (a) Bei alleiniger Ausscheidung der σ-Phase, (b)
bei der Ausscheidungssequenz mit der σ-, μ- und P-Phase. Die metastabile σ- bzw. μ-
Phase lösen sich mit fortscheitender Ausscheidungssequenz wieder auf, und im thermodynamischen
Gleichgewicht liegt nur noch die P-Phase vor (Multikomponentenmodell).
Eine Erschwernis stellen vor allem die γ’-Phase, die Morphologie sowie die nicht in den
TCP-Phasen löslichen Elemente wie Tantal dar. Wir vergleichen jeweils zwischen der ein-
fachen Ausscheidung der σ-Phase mit Unterdrückung sämtlicher weiterer Phasen und der
kompletten Ausscheidungssequenz mit allen TCP-Phasen. In Abbildung 5.34 sind die je-
weiligen Phasenanteile angegeben.
a)
Konzentration x / at-%
16
14
12
c M
c I (σ)
c I (σ)
c M
Massengleichgewicht
10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4
10
Zeit t / h
W
Cr
b)
Konzentration x / at-%
16
14
12
c M
c I (μ)
c (σ) I
c (P) I
σ
P
10 4
10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4
Zeit t / h
W
10 5
Massengleichgewicht
Abbildung 5.35: Konzentrationen in der Matrixphase cM im Modellsystem Ni-12Cr-16W (at-
%) sowie an der Grenzfläche cI (auf der Matrixseite). (a) Bei alleiniger Ausscheidung der
σ-Phase, (b) bei Ausscheidungssequenz mit der σ-, μ- und P-Phase (nur für W dargestellt).
Die Grenzflächenkonzentration (Flussgleichgewicht) verschiebt sich bis zum Erreichen des
stationären Zustandes in Richtung des Massengleichgewichts. Unterschreitet die Matrixkonzentration
die Grenzflächenkonzentration einer Phase, so löst sich diese auf (Multikomponentenmodell).