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

Umschmelzverhalten
Schmiedbarkeit
Experimente
Kriechfestigkeit
Gefügestabilität
Kriechrisswiderstand
- 0 + + +
Tabelle 3.3: Zusammenfassung der Ergebnisse aus der ersten Phase des DT-5
Projektes für Waspaloy („+“: gut; „0“: akzeptabel; „-“: ungenügend)
Allerdings haben Ti-reiche Legierungen eine Neigung zur Frecklebildung
(Makroseigerungen) beim Umschmelzen, was zur Zeit den Durchmesser der
Umschmelzblöcke limitiert. Für Superlegierungen mit hohen γ’-Volumenanteil ist das
optimale Temperaturfenster zum Schmieden zwischen der γ’- Solvustemperatur und der
Solidustemperatur sehr schmal und die Solidustemperatur darf beim Schmieden der
Legierungen nicht überschritten werden. Deshalb werden die Legierungen im γ+γ’ Bereich
geschmiedet, wozu hohe Verformungskräfte während des Schmiedeprozesses notwendig sind.
Das Mikrogefüge von Waspaloy und die Standardwärmebehandlung sind in Abbildung 3.7
dargestellt.
Abbildung 3.7: Standardwärmebehandlung von Waspaloy (links) und
typisches Mikrogefüge nach der Wärmebehandlung (rechts)
Die Standardwärmebehandlung besteht aus Lösungsglühung bei 1080 °C über 4 h, gefolgt
von einer Zweistufenausscheidungsglühung (2 h bei 850 °C und 16 h bei 760 °C). Das
Ergebnis nach dieser Wärmebehandlung ist ein bimodales Mikrogefüge. Das bedeutet, dass
das Mikrogefüge aus großen, primären γ’p–Teilchen mit einem Volumenanteil von etwa
18 Vol.% und etwa 5 Vol.% kleinen, sekundären γ’s-Teilchen besteht. Außerdem befinden
sich in der Legierung globulare M23C6-Carbide an den Korngrenzen, die die Kriech- und
Kriechrisseigenschaften verbessern. Abhängig vom N- und C-Gehalt werden auch MC- und
M(C,N)-Ausscheidungen gefunden [3.10, 3.11].
Um die Frecklebildung zu vermeiden und die Herstellbarkeit großer Blöcke zu ermöglichen,
wurde mit Hilfe der genannten Berechnungsprogramme der neue Werkstoff DT750 als
Modifikation von Waspaloy entwickelt. Wie aus Abbildung 3.8 deutlich wird, weist von den
im Projekt untersuchten Legierungen nur Waspaloy eine positive Freckle-Zahl auf.
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