TY - BOOK

T1 - Entwicklung einer hochfesten und kriechresistenten γ-TiAl Basislegierung für Strahltriebwerkskomponenten

AU - Schwaighofer, Emanuel

N1 - nicht gesperrt

PY - 2014

Y1 - 2014

N2 - Intermetallische β-erstarrende γ-TiAl Legierungen auf TNM-Basis besitzen eine nominelle chemische Zusammensetzung von Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B (in at.%). Verglichen zu den Konkurrenzwerkstoffen der Nickelbasis-Superlegierungen eignet sich diese Klasse von Legierungen wegen ihrer geringen Dichte, der hohen erreichbaren Festigkeit und Kriechbeständigkeit sowie dem hervorragenden Oxidationsverhalten besonders für den Einsatz als Turbinenschaufeln oder Turboladerlaufräder in modernen Verbrennungskraftmaschinen. Um das Hochtemperaturpotential dieser Legierungen weiter auszuschöpfen wurden in-situ Versuche mittels hochenergetischer Röntgenstrahlung in Kombination mit einem modifizierten Abschreck- und Umformdilatometer an verfeinerten Legierungsvarianten mit einem kumulierten Zusatz von 0–1 at.% C, Si sowie den Seltenerdelementen Gd und Y durchgeführt, um Gleichgewichts- und Ungleichgewichtsphasenumwandlungen, Umformverhalten und Texturentwicklung sowie die Kinetik von Karbidausscheidungen zu studieren, was in dieser Informationsdichte mit herkömmlichen Methoden nur unzureichend zugänglich ist. Komplementär wurden Gefügeuntersuchungen mittels Raster- und Transmissionselektronenmikroskopie, begleitet von Röntgendiffraktometrie im Labormaßstab und Härtemessungen, an wärmebehandelten Proben zur Verifikation herangezogen. Die aussichtsreichsten Legierungsvarianten der Vorstudie wurden Zug- und Kriechprüfungen unterzogen und auf ihre Warmumformbarkeit mittels uniaxialen Druckversuchen mit einem Umformsimulator Gleeble 3500 untersucht. Eine Adaptierung von Legierungszusammensetzung und Warmprozessierung erlaubt die Definition einer TNM-Variante für den Einsatz bis oberhalb 800 °C.

AB - Intermetallische β-erstarrende γ-TiAl Legierungen auf TNM-Basis besitzen eine nominelle chemische Zusammensetzung von Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B (in at.%). Verglichen zu den Konkurrenzwerkstoffen der Nickelbasis-Superlegierungen eignet sich diese Klasse von Legierungen wegen ihrer geringen Dichte, der hohen erreichbaren Festigkeit und Kriechbeständigkeit sowie dem hervorragenden Oxidationsverhalten besonders für den Einsatz als Turbinenschaufeln oder Turboladerlaufräder in modernen Verbrennungskraftmaschinen. Um das Hochtemperaturpotential dieser Legierungen weiter auszuschöpfen wurden in-situ Versuche mittels hochenergetischer Röntgenstrahlung in Kombination mit einem modifizierten Abschreck- und Umformdilatometer an verfeinerten Legierungsvarianten mit einem kumulierten Zusatz von 0–1 at.% C, Si sowie den Seltenerdelementen Gd und Y durchgeführt, um Gleichgewichts- und Ungleichgewichtsphasenumwandlungen, Umformverhalten und Texturentwicklung sowie die Kinetik von Karbidausscheidungen zu studieren, was in dieser Informationsdichte mit herkömmlichen Methoden nur unzureichend zugänglich ist. Komplementär wurden Gefügeuntersuchungen mittels Raster- und Transmissionselektronenmikroskopie, begleitet von Röntgendiffraktometrie im Labormaßstab und Härtemessungen, an wärmebehandelten Proben zur Verifikation herangezogen. Die aussichtsreichsten Legierungsvarianten der Vorstudie wurden Zug- und Kriechprüfungen unterzogen und auf ihre Warmumformbarkeit mittels uniaxialen Druckversuchen mit einem Umformsimulator Gleeble 3500 untersucht. Eine Adaptierung von Legierungszusammensetzung und Warmprozessierung erlaubt die Definition einer TNM-Variante für den Einsatz bis oberhalb 800 °C.

KW - Intermetallische Werkstoffe

KW - Titanaluminide

KW - Legierungsentwicklung

KW - Thermomechanische Prozessierung

KW - Mechanische Eigenschaften

KW - Intermetallics based on TiAl

KW - Titanium aluminides

KW - Alloy development

KW - Thermomechanical processing

KW - Mechanical properties

M3 - Dissertation

ER -