Mathematische Modellierung der Ausscheidung ... - OPUS-Datenbank

5 Ergebnisse und Diskussion 73
a)
Diff. D Ni
Re,Re / lg(m²s-1 )
c)
Diff. D Ni
Ru,Ru / lg(m²s-1 )
-13
-14
-15
-16
-17
-18
-13
-14
-15
-16
-17
-18
[Hob07] [Kar00b] [Mab08]
1300 °C
1200 °C
1100 °C
1000 °C
1250 °C
0 2 4 6 8 10
Konz. c / wt-%
Re
1250 °C
1300 °C
1200 °C
1100 °C
1000 °C
900 °C
[Hob07] [Kar03] [Mab08]
-19
0 2 4 6 8 10
Konz. c / wt-%
Ru
b)
Diff. D *
Ni / lg(m²s-1 )
d)
Diff. D Ni
Ru,Ru / lg(m²s-1 )
-13
-14
-15
-16
-17
-18
-13
-14
-15
-16
-17
-18
[Jön95]
900 1050 1200
Temperatur T / °C
1250 °C
1300 °C
1200 °C
1100 °C
1000 °C
900 °C
[Hob07] [Kar03] [Mab08]
-19
0 20 40 60 80 100
Konz. c / wt-%
Ru
Abbildung 5.13: Modellierung der Diffusionskoeffizienten in den Systemen (a,b) Ni-Re und
(c,d) Ni-Ru. Zum Vergleich sind die experimentellen Daten von Jönsson (1995),
Karunaratne et al. (2000, 2003), Hobbs et al. (2007) und Mabruri et al. (2008) angegeben
[Jön95, Kar00b, Kar03, Hob07, Mab08]. Für die Parameter siehe Anhang A. Das
entwickelte Modell beschreibt die Diffusion von Re und Ru in Nickel sehr gut.
5.3 Modellierung der Segregation und Wärmebehandlung
5.3.1 Thermische Modellierung des Bridgman-Prozess
Die Abkühlrate T & muss für die Simulation der Wärmebehandlung bekannt sein. Meistens
wird diese, wie z.B. von Lamm (2007), nachträglich mit Hilfe der Gleichung (2.2) abge-
schätzt, da die Abzugsgeschwindigkeit v bekannt ist und der Dendritenstammabstand λ
metallographisch gemessen werden kann [Lam07]. Das bedeutet, dass die Abkühlrate und
der Dendritenstammabstand ohne aufwändige Temperaturmessungen im Ofen im Gegen-
satz zur Simulation experimentell nicht unabhängig bestimmbar sind. Daher wurden von