Mathematische Modellierung der Ausscheidung ... - OPUS-Datenbank

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a)
Anzahl Legierungen N
4
3
2
1
kein TCP [Vol02]
TCP [Vol02]
0
0 5 10 15 20
Phasen. V sim. / mol-%
TCP
b)
Phasen. V TCP sim. / mol-%
4
3
2
1
0
?
nein
ja
[Car00]
nein
nein
ja
ja
ja
ja
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Legierung
Abbildung 5.24: Simulierte TCP-Phasenanteile und Beobachtungen im Vergleich. (a)
Histogramm, (b) TCP-Phasenanteile im Gleichgewicht. Experimentelle Daten: (a) Volek
(2002) (θ = 750 – 980 °C, t = 500 – 5000 h) [Vol02] und (b) Caron (2000) – für Legierungsbezeichnungen
und Bedingungen siehe Anhang D [Car00]. Man stellt fest, dass die
CALPHAD-Methode ein gutes Werkzeug zur einfachen Abschätzung der Legierungsinstabilität
ist.
Der große Vorteil der CALPHAD-Methode gegenüber klassischen Verfahren wie der Nv-
oder Md-Methode ist, dass nicht nur die σ-Phase, sondern auch die µ- oder P-Phase be-
rücksichtigt werden und außerdem die Zusammensetzung der Matrix berechnet werden
kann und nicht gesondert gemessen werden muss.
Tabelle 5.5: Konzentrationen der Mischkristallhärter in der Matrix der Legierung SRR300D
vor und nach der TCP-Phasenausscheidung bei θ = 1050 °C. Die Ausscheidung reduziert
die Konzentration der mischkristallhärtenden Elemente sehr stark.
Mo W Re
ohne TCP / wt-% 3,4 6,6 8,7
mit 1,5% TCP (µ+P) / wt-% 2,7 5,7 5,3
Die Tabelle 5.5 zeigt die berechneten Matrixkonzentrationen der wichtigsten Mischkristallhärter
Mo, W und Re nach der Ausscheidung von ca. 1,5 vol-% TCP-Phasen. Man stellt
fest, dass sich die Konzentration von Mo und W durch die TCP-Phasenausscheidung auf
ca. 80% und die von Re sogar auf 60% verringert. Durch diese Verarmung der Matrix an
mischkristallhärtenden Elementen sinkt die Kriechfestigkeit nach der TCP-
Phasenausscheidung vermutlich erheblich ab.