Hochtemperaturstabilität zweiphasiger Chrom-Germanium-Silizium-Legierungen

• Applicant: Privatdozent Dr.-Ing. Mathias Galetz
• Subject Area: Mechanical Properties of Metallic Materials and their Microstructural Origins
• Term: from 2010 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 188458609

Refraktärmetall-Silizide, besonders auf Niob oder Chrombasis, gelten als aussichtsreiche Kandidaten für einen Einsatz jenseits des für Nickelbasislegierungen maximalen Temperaturbereichs [1]. Sie haben einen sehr hohen Schmelzpunkt und hohe erzielbare Festigkeit. Die Verstärkung der duktileren Metallmatrix wird durch Silizide mit der Struktur A15 erzielt. Jedoch ist das Hauptproblem dieser Legierungen die Gefüge- und Oxidationsstabilität bei hohen Temperaturen. Das binäre System Chrom-Germanium bildet die intermetallische Phase Cr3Ge mit der gleichen A15-Struktur und einer peritektischen Temperatur von 1564°C. Ge und Si sind in dieser intermetallischen Phase substituierbar.Durch den teilweisen oder vollständigen Ersatz des Siliziums durch Germanium lassen sich die Gittereigenschaften der A15-Phase, und damit die Wechselwirkung mit der Metallmatrix im Hinblick auf Orientierung und Stabilität, verändern. Ebenso stark wird die Oxidation (>1000°C) durch die Wechselwirkung zwischen den drei Elementen Chrom, Silizium und Germanium beeinflusst. Daher sollen ternäre Cr-Ge-Si-Legierungen mit der intermetallischen Phase Cr3Ge1-xSix in einer Cr- Mischkristallmatrix, im Hinblick auf das Potenzial des Germaniums als Substitution für Silizium in Refraktärmetall-Siliziden bei hohen Temperaturen, untersucht werden. Germanium wurde bisher nach unserer Kenntnis nicht als Legierungselement für Hochtemperaturlegierungen in Betracht gezogen. Nebenbei wird der noch unbekannte chromreiche Bereich des ternären Phasendiagramms Cr-Ge-Si untersucht.

• DFG Programme: Research Grants