Untersuchungen der Strukturstabilität von Ni-(Fe) - JUWEL ...

Literaturübersicht
- Mittelwert des Teilchendurchmessers
- 0
K’’-
Mittlerer Teilchendurchmesser zu Beginn der Ostwaldreifung
Geschwindigkeitskonstante
q- Verhältnis d/t, t-Dicke
D- Diffusionskoeffizient
Ce- Konzentration phasenbildender Elemente in der Matrix
Ω- Molvolumen der Ausscheidung
R- Allgemeine Gaskonstante
T- Temperatur
t- Zeit
d d
2.4.2 Die Bildung der η-Phase
Bei den Ni-Fe-Superlegierungen kommt es nicht nur zum γ’- und γ’’-Wachstum, sondern
auch zur Bildung und Wachstum der η-Phase bzw. δ-Phase. Bei der Betrachtung der
η-Phase ist zwischen inter- und intrakristallinem η zu unterscheiden. Während sich die zuerst
genannten Ausscheidungen diskontuierlich an den Korngrenzen ausscheiden, bildet die
η-Phase im Korninnern ähnlich eines „Widmannstätten“-Gefüges aus. Die Bildung von
η-Platten im Korninnern gilt als materialversprödend [2.4.14] und sollte deshalb im Einsatz
vermieden werden.
Intrakristallines η
Dieser Ausscheidungstyp wird vielfach als das Ergebnis einer Transformation von γ’ zu η
angesehen. Anhand experimenteller Untersuchungen an Ti-Al-haltigen austenitischen Stählen
stellen Clark und Pickering [2.4.15] folgende Reaktionsgleichung zur Erstehung von η-Phase
auf:
γ’ + γ1 → η + γ2
Dabei ist γ1 die Matrix mit elastischen Verzerrungsfeldern, die von γ’-Ausscheidungen
erzeugt werden, γ2 die relaxierte Matrix. Clark und Pickering schlagen folgenden
Entstehungsmechanismus vor: Durch die Faltung auf der {111}-Ebene eines γ’-Teilchens
entsteht das hexagonale Gitter der η-Phase (ein Stapelfehler im FCC-Gitter erzeugt eine
Stapelfolge des hexagonalen Gitters). Die {111}-Ebene ist zugleich mit der Basalebene des
hexagonalen Gitters identisch. Diese Transformation verläuft in vielen γ’-Teilchen
gleichzeitig, so dass eine Aneinanderreihung von transformierten Teilchen entsteht. Diese
wachsen zusammen und bilden schließlich eine η-Platte [2.4.15].
Heck findet nach Lösungsglühen im Bereich um 980°C eine ungleichmäßige
η-Ausscheidungen im Korn, welche in Zusammenhang mit einer Verteilung der MC-Carbide
steht [2.4.16]. Diese MC-Carbide entstanden bei vorheriger Umformung.
Es wird davon ausgegangen, dass sich in den Ni-Fe-Legierungen bei entsprechend langer Zeit
und/oder hoher Temperatur γ’ komplett in η umwandelt [2.4.17].
Interkristallines η
Interkristallines η scheidet sich durch heterogene Keimbildung an den Korngrenzen aus.
Diese Art der Ausscheidung bezeichnet man als zellulär oder diskontinuierlich und wird in
einer Vielzahl von Legierungen beobachtet, ein Gefügevorgang, der sehr ähnlich zur
peritektischen Perlitumwandlung in Stählen ist. Dafür wurde von Zener ein Modell
vorgeschlagen, welches die beiden wichtigen Parameter der diskontinuierlichen
Ausscheidungen beschreibt, nämlich den Lamellenabstand λ und die
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