Mathematische Modellierung der Ausscheidung ... - OPUS-Datenbank
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5 Ergebnisse und Diskussion 79<br />
ab. Daraus ergibt sich, dass das eindimensionale Scheil-Gulliver-Modell für die Modellie-<br />
rung <strong>der</strong> Eigenschaften des Eutektikums schlecht geeignet ist, da es die vorherrschende<br />
Diffusion quer zum Dendriten vernachlässigt.<br />
a)<br />
1340<br />
Temp. T E exp. / °C<br />
1330<br />
1320<br />
1310<br />
mit Ru<br />
ohne Ru<br />
DICTRA<br />
Scheil<br />
1300<br />
1300 1310 1320 1330 1340<br />
Temp. T sim. / °C<br />
E<br />
b)<br />
Eutekt. V E exp. / vol-%<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
DICTRA<br />
Scheil<br />
mit Ru<br />
ohne Ru<br />
0<br />
0 5 10 15 20<br />
Eutekt. sim. V / vol-%<br />
E<br />
Abbildung 5.18: Vergleich <strong>der</strong> mit Scheil-Gulliver und DICTRA-Berechnungen simulierten<br />
und experimentell bestimmten Eigenschaften des Eutektikums verschiedener Re- und Ruhaltiger<br />
Superlegierungen. (a) Solvustemperatur des Eutektikums, (b) Eutektikumsanteil.<br />
Die Scheil-Gulliver-Simulation erweist sich als relativ schlecht geeignet für die Simulation<br />
des Eutektikums.<br />
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Verwendung eines eindimensionalen<br />
DICTRA-Diffusionsmodells für die Simulation <strong>der</strong> Segregation gegenüber dem wesentlich<br />
einfacheren Scheil-Gulliver-Modell keine Vorteile bietet. Die Segregation kann ausreichend<br />
gut vorhergesagt werden, während das Eutektikum ungenügend simuliert wird.<br />
Folglich ist eine genaue Simulation nur mit zweidimensionalen Modellen möglich, da sonst<br />
die Diffusion quer zum Dendriten nicht berücksichtigt werden kann.<br />
5.3.3 Wärmebehandlung<br />
Die <strong>Modellierung</strong> <strong>der</strong> Wärmebehandlung erfolgt mit einem eindimensionalen Modell mit<br />
<strong>der</strong> Software DICTRA, welches die Multikomponentendiffusion beachtet. Dabei ist es aus<br />
Symmetrieüberlegungen ausreichend, nur die Hälfte des Dendritenarms zu betrachten.<br />
Das gewählte Modell ist in Abbildung 5.19 dargestellt, Anschmelzungen bei zu großen<br />
Aufheizraten werden vom Modell erfasst. Da die γ’-<strong>Ausscheidung</strong>sphase die Diffusion behin<strong>der</strong>t,<br />
indem sie den Querschnitt <strong>der</strong> Matrix reduziert, muss <strong>der</strong>en Phasenanteil berücksichtigt<br />
werden. Dies wird durch den empirischen Labyrinthfaktor in DICTRA ermöglicht,<br />
welcher den effektiven Diffusionsquerschnitt in Abhängigkeit vom Volumenanteil <strong>der</strong> Aus-
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