Mathematische Modellierung der Ausscheidung ... - OPUS-Datenbank

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Gleichgewichtsberechnungen 110 verschiedene Superlegierungen verwendet, um ein
breites Spektrum von Legierungen mit unterschiedlichem Re- und Ru-Anteil zu berück-
sichtigen. Der Vergleich der Berechnungen mit der Datenbank TTNi7 und den Messungen
erfolgte, wenn verfügbar, für die Liquidustemperatur TL, die Solidustemperatur Ts und die
γ’-Solvustemperatur Tγ’ (siehe Tabelle 5.2).
Tabelle 5.2: Verwendete Messdaten für die Verifizierung der Datenbank TTNi7. Toleranzen
sind auf Grundlage der Literaturangaben geschätzt.
Quelle Größe Basislegierung Re-Anteil Ru-Anteil Fehler Anzahl
[Sha05] Tl, Ts, Tγ’ CMSX-4 3 wt-% 0 wt-% ± 5 °C 1
[Fuc02] Tl, Ts, Tγ’ CMSX-10 6 wt-% 0 wt-% ± 5 °C 1
[Spo96] Tl, Ts, Tγ’ verschiedene 0 wt-% 0 wt-% ± 5 °C 24
[Cop01] Tl, Ts, Tγ’ René N6 1,8 – 2,1 at-% 0 at-% ± 5 °C 50
[Dha92] Tl, Ts, Tγ’ verschiedene 0 wt-% 0 wt-% ± 3 °C 11
[Car00] Tγ’ verschiedene 0 – 6,5 wt-% 0 – 5 wt-% ± 15 °C 9
[Ret09] Tl, Ts, Tγ’ ASTRA1 0 – 6 wt-% 0 – 6 wt-% ± 5 °C 14
In Abbildung 5.11 wird ein Vergleich der Simulationen und Messungen für die (a) Liquidus-,
(b) γ’-Solvus- und (c) Solidustemperatur gezeigt. Jeder Messpunkt stellt eine Legierung
dar, und die Abweichung von der Diagonale ist ein Maß für die Genauigkeit der Simulationen.
Die berechneten Liquidus- wie auch Solidustemperaturen stimmen in den meisten
Fällen gut mit den Messungen überein. Alle Abweichungen der Messungen der verschiedenen
Autoren erscheinen klar gruppiert, was die unterschiedlichen systematischen Fehler
und die Streuung der verschiedenen Messmethoden zeigt. Man kann aber keinen systematischen
Effekt von Re oder Ru auf die Qualität der Simulationen feststellen. Es ist be-
merkenswert, dass die mit sehr unterschiedlichen Methoden gemessenen γ’-
Solvustemperaturen sämtlicher Literaturquellen konsistent sind. Die Abweichungen bei
den Messungen aus Rettig et al. (2009) werden dadurch bedingt, dass die Simulationen
wie bereits dargestellt allein den Beginn der γ’-Ausscheidung, die DSC-Messungen dage-
gen lediglich die Temperatur der maximalen Ausscheidungsrate erfassen können, da die
γ’-Ausscheidung bei diesen Legierungen in den DSC-Kurven nur relativ undeutlich er-
kennbar ist [Ret09].
Abbildung 5.12 stellt temperaturabhängige Messungen der Zusammensetzungen der γ-
Matrix und der γ’-Ausscheidungen der Legierung Ni - 4,9Al - 4,1Co - 8,2Cr - 2,5Mo - 3,0Re