TY - THES

T1 - Verformungsinduzierte Ausscheidungsbildung von Hafniumkarbiden in der Molybdänbasislegierung MHC (Mo-Hf-C)

AU - Dallinger, Roland

N1 - gesperrt bis 16-06-2020

PY - 2015

Y1 - 2015

N2 - Durch Ausscheidungshärtung können die positiven Hochtemperatureigenschaften von Molybdän erheblich verbessert werden. Bei entsprechender thermomechanischer Behandlung werden in der pulvermetallurgisch hergestellten Molybdänbasislegierung MHC, legiert mit 0,65 at% Hf und 0,65 at% C, verformungsinduzierte Hafniumkarbidausscheidungen im Größenbereich von 10 nm bis 100 nm gebildet. Diese wirken durch Wechselwirkungen mit Versetzungen enorm festigkeitssteigernd und erhöhen die Rekristallisationstemperatur. Im Rahmen dieser Arbeit sollte die Kinetik dieser Ausscheidungsbildung studiert werden, um Informationen zur Optimierung der thermomechanischen Prozessroute zu erlangen. Dazu wurde die Entwicklung der Mikro- (HV 0,1), der Makrohärte (HV 10) und der Festigkeit mittels Zweistufendeformationsversuchen mit zunehmender Auslagerungszeit bei 1100°C, 1350°C und 1600°C untersucht. Die unterschiedlichen Zustände wurden mittels Rasterelektronenmikroskop vorcharakterisiert und die Größe der ausgeschiedenen Teilchen mittels Transmissionselektronenmikroskop bei ausgewählten Zuständen bestimmt. Darüber hinaus wurde das gesinterte Material chemisch analysiert und zusätzlich die Zusammensetzung der Molybdänmatrix mittels Atomsondentomographie ermittelt. Bei einer Auslagerungstemperatur von 1100°C konnte keine Ausscheidungsbildung festgestellt werden. Bei 1350°C und 1600°C hingegen setzt die Teilchenbildung bereits innerhalb 1 min ein und das Härtemaximum konnte nach 30 min bzw. 1 min nachgewiesen werden. Mit zunehmender Auslagerungszeit kommt es zu einem starken Härteabfall. Dieser ist auf Erholungsprozesse, Überalterung und bei 1600°C auch Rekristallisation zurückzuführen. Darüberhinaus konnte für die Auslagerungstemperaturen 1350°C und 1600°C gezeigt werden, dass die verformungsinduzierten Hafniumkarbidteilchen im Härtemaximum eine Größe von ca. 10 nm haben.

AB - Durch Ausscheidungshärtung können die positiven Hochtemperatureigenschaften von Molybdän erheblich verbessert werden. Bei entsprechender thermomechanischer Behandlung werden in der pulvermetallurgisch hergestellten Molybdänbasislegierung MHC, legiert mit 0,65 at% Hf und 0,65 at% C, verformungsinduzierte Hafniumkarbidausscheidungen im Größenbereich von 10 nm bis 100 nm gebildet. Diese wirken durch Wechselwirkungen mit Versetzungen enorm festigkeitssteigernd und erhöhen die Rekristallisationstemperatur. Im Rahmen dieser Arbeit sollte die Kinetik dieser Ausscheidungsbildung studiert werden, um Informationen zur Optimierung der thermomechanischen Prozessroute zu erlangen. Dazu wurde die Entwicklung der Mikro- (HV 0,1), der Makrohärte (HV 10) und der Festigkeit mittels Zweistufendeformationsversuchen mit zunehmender Auslagerungszeit bei 1100°C, 1350°C und 1600°C untersucht. Die unterschiedlichen Zustände wurden mittels Rasterelektronenmikroskop vorcharakterisiert und die Größe der ausgeschiedenen Teilchen mittels Transmissionselektronenmikroskop bei ausgewählten Zuständen bestimmt. Darüber hinaus wurde das gesinterte Material chemisch analysiert und zusätzlich die Zusammensetzung der Molybdänmatrix mittels Atomsondentomographie ermittelt. Bei einer Auslagerungstemperatur von 1100°C konnte keine Ausscheidungsbildung festgestellt werden. Bei 1350°C und 1600°C hingegen setzt die Teilchenbildung bereits innerhalb 1 min ein und das Härtemaximum konnte nach 30 min bzw. 1 min nachgewiesen werden. Mit zunehmender Auslagerungszeit kommt es zu einem starken Härteabfall. Dieser ist auf Erholungsprozesse, Überalterung und bei 1600°C auch Rekristallisation zurückzuführen. Darüberhinaus konnte für die Auslagerungstemperaturen 1350°C und 1600°C gezeigt werden, dass die verformungsinduzierten Hafniumkarbidteilchen im Härtemaximum eine Größe von ca. 10 nm haben.

KW - molybdenum-hafnium-carbon alloy (MHC)

KW - strain-induced precipitation

KW - particle hardening

KW - precipitation kinetics

KW - two stage deformation

KW - transmission electron microscopy

KW - Molybdän-Hafnium-Kohlenstofflegierungen (MHC)

KW - verformungsinduzierte Ausscheidungsbildung

KW - Teilchenverfestigung

KW - Ausscheidungskinetik

KW - Zweistufendeformation

KW - Transmissionselektronenmikroskopie

M3 - Diplomarbeit

ER -