Mathematische Modellierung der Ausscheidung ... - OPUS-Datenbank

3 Grundlagen der TCP-Phasen in Superlegierungen 20
Offenbar besteht aber ein komplexer Zusammenhang zwischen Volumenanteil der Phasen,
Morphologie, Belastungsregime und Mikrostruktur der Legierung.
3.2 Keimbildung und Wachstumskinetik der TCP-Phasen
3.2.1 Keimbildung
Heterogene Keimbildung
Die Keimbildung erfolgt in Superlegierungen, wie fast immer in technischen Legierungen,
heterogen an Fehlstellen. Porter et al. (2009) gibt folgende aufsteigende Reihenfolge für
die energetische Bevorzugung der heterogenen Keimbildung an Fehlstellen an [Por09]:
1. Leerstellen
2. Versetzungen
3. Stapelfehler
4. Korngrenzen und Phasengrenzen
5. freie Oberflächen
In polykristallinen Legierungen findet die Keimbildung deshalb oft an den Korngrenzen
statt. Es ist aber auch möglich, dass die Korngrenzen aufgrund der Bildung von Karbiden
kaum noch Elemente für die TCP-Phasenbildung enthalten und die Triebkraft zur Ausscheidung
daher sehr gering ist. In diesem Fall wurde von Hou et al. (2006) eine verstärkte
Keimbildung am Eutektikum festgestellt [Hou06]. Grundsätzlich ist auch Keimbildung an
Karbidausscheidungen denkbar. Da Korngrenzen in einkristallinen Legierungen fehlen, ist
die Anzahl der TCP-Keime geringer als in polykristallinen Legierungen. Deswegen kommt
in diesem Fall vor allem Keimbildung an Stapelfehlern oder Versetzungsnetzwerken in
Frage. Es besteht, wie in der Arbeit von Hou et al. (2008) nachgewiesen wurde, ein Zusammenhang
zwischen der Anzahl der gebildeten Keime und dem Grad der plastischen
Verformung. Diese Feststellung deutet auf Keimbildung an Versetzungsnetzwerken hin
[Hou08]. Allerdings traten teilweise komplexe Zusammenhänge auf, die auf weitere Einflussfaktoren
hinweisen.
Häufig erfolgt in den einkristallinen Superlegierungen aufgrund der starken Restsegregation
von Rhenium bevorzugte Keimbildung im Dendritenkern [Vol02].