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Vortrag

Nickelaluminide und deren gerichtet erstarrte Eutektika

Tuesday (15.05.2018)
15:00 - 15:45 Uhr

15:00 - 15:45 Uhr

Die Entwicklung neuartiger Hochtemperaturwerkstoffe  steht im Fokus vieler aktueller Forschungsvorhaben. Insbesondere im Bereich der Luftfahrt wird Wert auf eine effiziente Nutzung der verwendeten fossilen Brennstoffe gelegt. Hierbei werden im Wesentlichen zwei Ansätze verfolgt, zum einen der Einsatz von Werkstoffen mit hohen Schmelzpunkten, welche höhere Betriebstemperaturen ermöglichen. Zum anderen würde die Verwendung von Materialien mit geringeren Dichten, im Vergleich zu Nickelbasis-Superlegierungen, das Gewicht reduzieren. Die intermetallische B2-Phase NiAl erfüllt beide oben genannten Bedingungen und zeichnet sich darüber hinaus als Aluminiumoxidbildner durch einen hohen Oxidationswiderstand und eine im Vergleich zu Ni-Basislegierungen größere Wärmleitfähigkeit aus. Aktuell wird NiAl jedoch nicht als Konstruktionswerkstoff eingesetzt, da sowohl die Bruchzähigkeit als auch der Kriechwiderstand zu niedrig sind.

Eine Möglichkeit, diese nachteiligen Eigenschaften zu kompensieren, besteht im Legieren mit Refraktärmetallen. Die Zugabe von Chrom, Molybdän, Vanadium, Rhenium oder Wolfram führt zur Bildung von eutektischen Systemen. Mikrostrukturell bildet NiAl dabei die Matrix in welcher die Verstärkungsphase eingebettet ist. Je nach Materialsystem stellt sich hierbei eine lamellare oder faserförmige Morphologie ein. Die gerichtete Erstarrung von solchen eutektischen Legierungen führt zur Ausrichtung der beiden Phasen entlang der Erstarrungsrichtung und ermöglicht die Einstellung der Mikrostruktur über die Erstarrungsbedingungen. Die so hergestellten Materialien weisen deutlich erhöhte Widerstände gegenüber Kriechverformung und ebenso gesteigerte Bruchzähigkeiten auf. Aufgrund ihres Aufbaus und der Herstellung können diese als in situ Komposite verstanden werden, weisen allerdings auch anisotrope Werkstoffeigenschaften auf.

Der Vortrag zielt auf die Charakterisierung und den Einfluss der eingestellten Mikrostruktur auf die Hochtemperatureigenschaften von eutektischen NiAl-Cr-Mo Legierungen ab und vergleicht diese mit monolithischem NiAl sowie kommerziellen Ni-Basislegierungen.

Sprecher/Referent:
Prof. Dr. Martin Heilmaier
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)