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