Mathematische Modellierung der Ausscheidung ... - OPUS-Datenbank

3 Grundlagen der TCP-Phasen in Superlegierungen 21
Keimbildungsrate
Bisher liegen über die Keimbildungsrate der TCP-Phasen nur wenige quantitative Er-
kenntnisse vor. Lediglich in der Arbeit von Sato et al. (2006) wurde die Anzahl der TCP-
Keime abhängig von Temperatur und Ru-Anteil bestimmt. Deren Ergebnisse zeigen, dass
in der rutheniumfreien Legierung die maximale Keimbildungsrate bei 1000 °C erreicht wird
und diese durch Ru deutlich reduziert wird. Es wurden in der Legierung ohne Ru nach
1000 Stunden durchschnittlich etwa 3 und mit 2,5 wt-% Ru etwa 0,1 Keime in einem Vo-
lumen von 10 µm x 10 µm x 10 µm gefunden. Aufgrund dieser Arbeiten liegt die Vermu-
tung nahe, dass die Keimbildung auch nach 3000 Stunden noch nicht abgeschlossen ist
[Sat06].
3.2.2 Bildung eines γ’-Saumes
Durch Anreicherung der schlecht in den TCP-Phasen löslichen γ’-Bildner Al und Ta ent-
steht während der Ausscheidung ein γ’-Saum rund um die TCP-Phasen [Yeh04, Hob08b,
Hou08] (siehe Abbildung 3.5). Die Arbeit von Hobbs et al. (2008) belegt, dass auch die
Grenzfläche γ’ / TCP an den langen Seiten der Plättchen kohärent ist [Hob08b]. Daher ist
davon auszugehen, dass der Wachstumsmechanismus auch nach der Bildung des γ’-
Saums unverändert bleibt.
Im Gegensatz zur γ-Matrixphase ist über die Diffusionskoeffizienten in der γ’-Phase relativ
wenig bekannt. Einige Zahlenwerte sind in der Tabelle 3.6 für die γ- und die γ’-Phase an-
gegeben. Diese Daten sind konsistent mit einer neueren Veröffentlichung von Campbell
über die Diffusion in der γ’-Phase des Systems Ni-Al-Cr [Cam08].
Abbildung 3.5: γ'-Saum (grau) um eine TCP-Phasenausscheidung (REM-Aufnahme aus
[Hou08])