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

Ergebnisse und Diskussion
4.1.3 Mikrostruktur nach Auslagerungen
Zur Bestimmung der langzeitigen Strukturstabilität und zur Prüfung des
Entwicklungskonzeptes der Legierung DT 706 wurde die Mikrostruktur von
Auslagerungsproben und Proben aus langzeitigen Kriechversuchen des IfW Darmstadt (Köpfe
der Kriechproben) mit Versuchstemperaturen 700-750 °C und Versuchszeiten von bis zu
5000 h (simuliert “middle-of-life“ Zustand) untersucht.
Die modifizierte Legierung DT 706 zeigt ein ähnliches Alterungsverhalten wie die Legierung
Inconel 706. Hier lagen nach Wärmebehandlung noch keine γ’’-Phase vor, bzw. sehr wenige
und sehr kleine Ausscheidungen. Während der Auslagerungen bei 700 °C und 750 °C ist es
zum Wachstum diskförmiger γ’’-Phase gekommen. Nach längeren Auslagerungen kam es
durch weitere Ausscheidung und durch Teilchenwachstum im Gefüge zu vermehrter
γ’’-Bildung.
Der nebenstehende Graph
(Abbildung 4.10) zeigt die
Änderungen des mittleren
Durchmessers der γ’’-Platten
während der Alterungsversuche bei
700 und 750 °C und bis zu 1000 h
Auslagerungszeiten.
Bei 750 °C wuchs der Durchmesser
der γ’’-Platten wesentlich schneller
(von 20 nm nach
Wärmebehandlung bis auf
~ 200 nm nach 200 h bei 750 °C)
im Vergleich zu der Probe nach
200 h bei 700 °C. Nach 200 h sank
die Wachstumsrate der γ’’-Platten
bei beiden Alterungstemperaturen.
Abbildung 4.10: Abhängigkeit des mittleren
γ’’-Durchmessers über
Auslagerungsdauer exponiert
bei 700 und 750 °C
Das γ’’-Wachstum läuft nach der modifizierten LSW- Theorie in zwei Richtungen nach dem
t 1/3 Gesetz wesentlich schneller als in der dritten Richtung, folgt das Wachstum einen t 1/2
Gesetz. Durchmesser der γ’’- Disks wächst schneller im Vergleich mit der Diskstärke der
γ’’-Ausscheidungen. Nach längeren Auslagerungszeiten bei 750 °C wurde eine Abnahme von
der Stärke der diskförmigen γ’’- Ausscheidungen im Gefüge von DT 706 und auch in
Inconel 706 beobachtet, das bedeutet, dass die modifizierte LSW-Theorie das γ’’-Wachstum
nur bis 1000 h beschreiben kann.
Der Volumenanteil der γ’’ Phase in der Legierung DT 706 ist nach Wärmebehandlung und
ebenfalls nach den Auslagerungen deutlich niedriger als im Gefüge von Inconel 706.
Ebenso kam es zum Wachstum und zur Erhöhung des η-Volumenanteils während der
Alterungsversuche. Abbildung 4.13 vergleicht die η-Verteilung im Werkstoffgefüge im
Anlieferungszustand und in den Zuständen nach Auslagerungen 1000 h bei 700 und 750 °C.
Wie die Abbildung 4.13b und c zeigt, kam es zur Erhöhung des η-Anteils an den
Korngrenzen, wobei deutlich ist, dass nach 1000 h bei 750 °C die η-Platten deutlich dicker
sind als nach gleicher Auslagerungszeit bei 700 °C. Nach der Auslagerung bei 750 °C
wurden zusätzlich η-Ausscheidungen und ein η-Wachstum in Korninnern beobachtet.
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