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Gefüge
Orientierungsabbildung

Orientierungs­abbildung eines verformten kubisch­raum­zentrierten Misch­kristalls.

Kristallstruktur
Rückstreuelektronenbeugungsbild

Rückstreu­elektronen­beugungs­bild eines kubisch­raum­zentrierten Misch­kristalls.

Entwicklung und Charakterisierung von konfigurationsentropiestabilisierten Legierungen (High-Entropy Alloys) auf Refraktärmetallbasis für Hochtemperaturanwendungen

Dipl.-Ing. Hans Chen

Motivation

Nickelbasis-Superlegierungen sind die derzeitig bevorzugte Werkstoffgruppe für Hochtemperaturanwendungen in Gasturbinen. Der Temperaturanwendungsbereich der Nickelbasislegierungen ist jedoch wegen deren Schmelzpunkt (ca. 1450 °C) trotz Kühl- und Wärmedämmvorrichtungen limitiert. Konfigurationsentropiestabilisierte Legierungen auf Refraktärmetallbasis sollen den Temperaturanwendungsbereich der Nickelbasislegierungen übersteigen.

Ziele

  • Schmelz- und pulvermetallurgische Herstellung von konfigurationsentropiestabilisierten Legierungen der Zusammensetzung Mo-W-Al-X-Y mit gleichmäßigem Gefüge
  • Stabilisierung eines homogenen Mischkristalls durch gezielte Wärmebehandlungen
  • Ermittlung von reproduzierbaren mechanischen Kennwerten zur Bewertung der Legierungen hinsichtlich Hochtemperaturanwendungen
  • Verständnis für das Verformungsverhalten durch Gefügeveränderungen während der Verformung

Untersuchungen

  • Bewertung der Legierungsqualität durch O-/N-Analyse zur Untersuchung der Materialreinheit und durch nasschemische Analyse zur exakten Bestimmung der Legierungszusammensetzung
  • Zug-, Druck- und Kriechversuche sowie Härtemessungen zur Ermittlung mechanischer Kennwerte
  • Mikrostrukturuntersuchungen des gegossenen, wärmebehandelten und verformten Zustands durch diffraktometrische und mikroskopische Charakterisierungsmethoden