PDF - JuSER - Forschungszentrum Jülich
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Zusammenfassung<br />
5 ZUSAMMENFASSUNG<br />
Die Erkenntnisse über die Langzeitstabilität der im Rahmen des DT5-Projektes ausgewählten<br />
Modellwerkstoffe (Inconel 706, Waspaloy und Inconel 617), über deren Umschmelzbarkeit,<br />
Schmiedbarkeit und mechanische Eigenschaften haben zu zwei Werkstoffmodifikationen<br />
geführt, die von Waspaloy und von Inconel 706 abgeleitet wurden, und die die Bezeichnungen<br />
DT 750 und DT 706 tragen. Die Modifikation des Waspaloy zu DT 750 diente dabei<br />
mehr der besseren Umschmelzbarkeit (Vermeidung der Freckle-Bildung). Eine Verbesserung<br />
der Langzeitstabilität der Mikrostruktur war zwar nicht erforderlich, durch eine geänderte<br />
Wärmebehandlung wurde dennoch eine homogene, monomodale γ’-Teilchenverteilung<br />
erreicht, die der “End-of-Life“ Mikrostruktur schon angenähert war. Die Modifikation von<br />
Inconel 706 zu DT 706 hingegen diente der Stabilisierung der γ’-Phase und Reduzierung der<br />
γ’’-Phase, ohne die zellular an den Korngrenzen ausgeschiedene η-Phase zu unterdrücken.<br />
Im Gefüge des Schmiedestückes hatte die Legierung DT 706 eine relativ homogene<br />
Verteilung der Korngröße über den Querschnitt von ASTM 5-6 am Rand und ASTM 6 im<br />
Kern des Schmiedestückes. Allerdings fanden sich im Kern des Schmiedestückes noch<br />
teilweise Reste des primären Gussgefüges mit dendritischen Seigerungen.<br />
Die Wärmebehandlung von DT 706 wurde geringfügig geändert, da der erhöhte Ti-Gehalt die<br />
Solvustemperatur der γ’-Phase angehoben hatte. Es fanden sich zunächst im Gefüge nur<br />
γ’-Teilchen und zellular an den Korngrenzen ausgeschiedene η-Phase, jedoch keine bzw. nur<br />
sehr kleine und sehr wenige γ’’-Ausscheidungen. Die im Gefüge nach der Wärmebehandlung<br />
anwesende γ’-Phase zeigte verschiedene Ausscheidungsgrößen und –formen (sphärische,<br />
kleeblattförmige γ’-Teilchen und γ’-Teilchen in linienförmiger Anordnungen). Nach<br />
Auslagerungen bei 700 und 750 °C traten die γ’’-Ausscheidungen jedoch wieder auf, wobei<br />
der Volumenanteil deutlich geringer war als in Inconel 706. Die nach Wärmebehandlung<br />
beobachteten γ’-Anordnungen wiesen hohe Stabilität auf. Zudem waren sie potenzielle Keime<br />
für η-Ausscheidungen, die sich während der Auslagerungsversuche an den γ’-Anordnungen<br />
gebildet hatten. Die weitere Mikrostrukturentwicklung von DT 706 bei Langzeitauslagerung<br />
verlief ähnlich der von Inconel 706, wobei allerdings die γ’-Phase stabiler und im Gegensatz<br />
zu Inconel 706 auch nach 5000 h bei 750 °C noch vorhanden war.<br />
Durch die modifizierte LSW-Theorie konnte die Kinetik des γ’’-Wachstums bis 1000 h<br />
Auslagerungszeiten bei 700 und 750 °C beschrieben werden, wobei die<br />
γ’’-Scheibendurchmesser dem t 1/3 und die γ’’-Scheibenstärke dem t 1/2 Gesetz folgen. Nach<br />
den längeren Auslagerungszeiten wurde eine Senkung von der Diskstärke der γ’’-Phase<br />
festgestellt und die γ’’-Disk nach Auslagerungen 5000 h bei 700 und 750 °C nicht mehr im<br />
Gefüge vorgehandelt waren.<br />
Es ist nicht gelungen, die γ’- und η-Wachstumsprozesse mit der LSW-Theorie zu<br />
quantifizieren, da die Phasen verschiedene Morphologien (γ’-Phase) und Größeverteilungen<br />
aufweisen. Auch kam es während Auslagerungen zur weiteren Ausscheidung der Phasen in<br />
der Legierung.<br />
Die Anwesenheit der γ’-Phase nach 5000 h bei 750 °C bedeutete eine Verbesserung der<br />
Gefügestabilität gegenüber Inconel 706. Daher ist zu erwarten, dass die Legierung DT 706 bei<br />
langzeitigen mechanischen Versuchen ein besseres Verhalten zeigen wird. Darüber hinaus<br />
stimmen die TEM-Beobachtungen mit den Phasenmodellierungen mittels Thermo-Calc und<br />
Phascalc überein. Beide Berechnungsmethoden sagten eine bessere Phasenstabilität der<br />
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