TY - THES

T1 - Ausscheidungsverhalten der Ni-Basis-Superlegierung 718

AU - Turk, Christoph

N1 - gesperrt bis 26-06-2017

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - Ni-Basis-Superlegierungen sind unter allen bekannten Hochtemperaturwerkstoffen mechanisch, thermisch und korrosiv am beständigsten. Deswegen findet dieses Legierungssystem in der Hochtemperaturtechnik als Schmiede- und Gusslegierung breite Anwendung. Die Festigkeit der Ni-Basis-Superlegierungen wird hauptsächlich durch intermetallische Ausscheidungen bewerkstelligt, welche sich in einer kubischflächenzentrierten Ni–Matrix ausscheiden. Ziel der Arbeit war es, das Ausscheidungsverhalten der Ni-Basis-Superlegierung 718 und einer Legierungsvariante mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung der Ni-Basis-Superlegierung 718 mittels Atomsondentomographie (APT) zu charakterisieren. In beiden Legierungssystemen bilden sich in einer zweistufigen Auslagerungswärmebehandlung sphärische γ’ (Ni3Al)- und scheibenförmige γ’’ (Ni3Nb)-Ausscheidungen. Um das Ausscheidungsverhalten gründlich beschreiben zu können, wurden dazu definierte APT-Messungen an Wärmebehandlungszuständen innerhalb der mehrstündigen Auslagerung und an vollkommen wärmebehandelten Zuständen durchgeführt. Die Atomsondentomographie ermöglichte es dabei Informationen über die chemische Zusammensetzung, die Volumenfraktion, den mittleren Teilchendurchmesser, den mittleren Teilchenabstand und die Ausscheidungsmorphologie der beiden ausgeschiedenen Phasen zu erhalten. Von großem Interesse war es, die Entwicklung der Dual-Phasen-Struktur der γ’- und γ’’-Ausscheidungen im Legierungssystem 718, welche bereits in den frühen Ausscheidungsclusterzuständen nachgewiesen werden konnte, zu beschreiben. Anhand der Ausscheidungsentwicklung konnte dabei für beide Ausscheidungstypen eine Strukturtransformation von sphärischen zu scheibenförmigen Teilchen beobachtet werden. Zusätzlich wurde der Effekt einer niedrigeren und einer höheren Lösungsglühtemperatur auf das Ausscheidungsverhalten untersucht. Außerdem konnte durch die Charakterisierung der vollkommen wärmebehandelten Zustände gezeigt werden, dass sich keine kleineren Ausscheidungen beim Abkühlvorgang nach der zweiten Auslagerungsstufe bilden.

AB - Ni-Basis-Superlegierungen sind unter allen bekannten Hochtemperaturwerkstoffen mechanisch, thermisch und korrosiv am beständigsten. Deswegen findet dieses Legierungssystem in der Hochtemperaturtechnik als Schmiede- und Gusslegierung breite Anwendung. Die Festigkeit der Ni-Basis-Superlegierungen wird hauptsächlich durch intermetallische Ausscheidungen bewerkstelligt, welche sich in einer kubischflächenzentrierten Ni–Matrix ausscheiden. Ziel der Arbeit war es, das Ausscheidungsverhalten der Ni-Basis-Superlegierung 718 und einer Legierungsvariante mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung der Ni-Basis-Superlegierung 718 mittels Atomsondentomographie (APT) zu charakterisieren. In beiden Legierungssystemen bilden sich in einer zweistufigen Auslagerungswärmebehandlung sphärische γ’ (Ni3Al)- und scheibenförmige γ’’ (Ni3Nb)-Ausscheidungen. Um das Ausscheidungsverhalten gründlich beschreiben zu können, wurden dazu definierte APT-Messungen an Wärmebehandlungszuständen innerhalb der mehrstündigen Auslagerung und an vollkommen wärmebehandelten Zuständen durchgeführt. Die Atomsondentomographie ermöglichte es dabei Informationen über die chemische Zusammensetzung, die Volumenfraktion, den mittleren Teilchendurchmesser, den mittleren Teilchenabstand und die Ausscheidungsmorphologie der beiden ausgeschiedenen Phasen zu erhalten. Von großem Interesse war es, die Entwicklung der Dual-Phasen-Struktur der γ’- und γ’’-Ausscheidungen im Legierungssystem 718, welche bereits in den frühen Ausscheidungsclusterzuständen nachgewiesen werden konnte, zu beschreiben. Anhand der Ausscheidungsentwicklung konnte dabei für beide Ausscheidungstypen eine Strukturtransformation von sphärischen zu scheibenförmigen Teilchen beobachtet werden. Zusätzlich wurde der Effekt einer niedrigeren und einer höheren Lösungsglühtemperatur auf das Ausscheidungsverhalten untersucht. Außerdem konnte durch die Charakterisierung der vollkommen wärmebehandelten Zustände gezeigt werden, dass sich keine kleineren Ausscheidungen beim Abkühlvorgang nach der zweiten Auslagerungsstufe bilden.

KW - Ni-base superalloy

KW - Inconel 718

KW - Atom probe tomography

KW - precipitates

KW - Ni3Al

KW - Ni3Nb

KW - Early stages of precipitation

KW - dual phase nature

KW - Ni-Basis-Superlegierung

KW - Inconel 718

KW - Ausscheidungen

KW - Ni3Al

KW - Ni3Nb

KW - Atomsondentomographie

KW - Dual-Phasen-Struktur

M3 - Diplomarbeit

ER -