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

Ergebnisse und Diskussion
In Abbildung 4.2 ist das Mikrogefüge nach der Wärmebehandlung dargestellt. Es besteht aus
γ-Matrix, γ´- und γ’’ Teilchen. In Variante 1 hat γ´ eine Größe von 50-100 nm ∅ und in
Variante 2 nur 20-70 nm ∅. Zur Kontrolle einer möglichen Ausscheidung von γ’’ wurde eine
kurzzeitige Auslagerung bei 700 °C/200
h durchgeführt, wobei es zu Mikrogefügeänderungen
kam. Nach der Alterung wurden im
Mikrogefüge der beiden Varianten
plattenförmige γ´´-Ausscheidungen
gefunden, wobei in Variante 2
erkennbar weniger γ’’-Teichen
vorlagen. In der handelsüblichen
Legierung Inconel 706 werden
schon nach der Wärmebehandlung
die metastabilen γ’’-Ausscheidungen
gefunden. Diese
Ausscheidungen können in den
beiden Modellschmelzen erst nach
eine Auslagerung von 200 h bei Abbildung 4.3: Schema des Wärmebehandlungs-
700 °C entdeckt werden. Diese
versuches von DT 706. Die
Beobachtung weist auf eine
Stabilisierungstemperatur variiert
höhere Phasenstabilität der
zwischen 805-880 °C
Modellschmelzen in Vergleich zu
Inconel 706 hin.
Aus beiden Varianten wurde eine mittlere chemische Zusammensetzung ermittelt und als
endgültige chemische Zusammensetzung der DT 706 Legierung übernommen. Es wurden drei
12,5 kg Schmelzen bei der Saarschmiede hergestellt.
Um die Mikrostruktur nach der Wärmebehandlung zu optimieren, d.h. stabilisieren der
γ’-Phase im Korninnern und der η-Phase an den Korngrenzen, sowie vermeiden der η-Bildung
innerhalb des Korns, wurde eine neue Wärmebehandlung für DT 706 erarbeitet. Die Erhöhung
des Al-Gehalts stabilisierte die γ’-Phase und der geringfügig erhöhte Ti-Gehalt darüber hinaus
bewirkt eine Erhöhung der γ’-Solvustemperatur. Um die η-Stabilisierungstemperatur für
DT 706 experimentell zu bestimmen, wurden Wärmebehandlungsversuche bei verschiedenen
Stabilisierungstemperaturen von 805, 835 und 880 °C durchgeführt.
Die durchgeführten lichtmikroskopischen und transmissionselektronenmikroskopischen
Untersuchungen zeigten, dass bei der Stabilisierungstemperatur 805 °C keine ausreichende
Ausscheidung der η-Phase in der zellularen Form erzielt. In Abbildung 4.4a ist eine Kolonie
großer primärer γ’-Teilen dokumentiert. Die TEM-Untersuchungen zeigten bimodale
γ’-Verteilung im Gefüge, was auf γ’-Ausscheidung während der Stabilisierung hinweist und
darauf, dass die γ’-Solvustemperatur unterschritten wurde.
Im Gefüge nach der Stabilisierung bei der höchsten Temperatur (880 °C) wurde nicht nur die
η-Phase an den Korngrenzen beobachten, sondern auch lange, durch Körner gehende
η- Platten, die eine starke Absenkung der mechanischen Eigenschaften verursachen. Sie sind
nach Wärmebehandlung in der Mikrostruktur unerwünscht.
Weil die Legierung bei der mittleren Stabilisierungstemperatur 835 °C eine optimale
η-Verteilung an den Korngrenzen erreicht hatte (Abbildung 4.4b), wurde diese
Wärmebehandlung als Standard für die Herstellung der Chargen bei der Saarschmiede
übernommen.
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