Zum Einfluss der Bildung einer Flüssigphase während der Wärmebehandlung einkristalliner Ni-basis Superlegierungen

• Antragstellerin: Dr.-Ing. Inmaculada López Galilea, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 503229465

Die unangefochtenen Hochtemperatureigenschaften einkristalliner (SX) Ni-Basis Superlegierungen resultieren aus einem komplexen Legierungssystem in Verbindung mit einer aufwändigen Herstellungsroute. Die optimalen Eigenschaften während der Herstellung von SX Superlegierungen werden durch eine anspruchsvolle Wärmebehandlung und das heißisostatische Pressen (HIP) erzielt. Es besteht ein enormes wissenschaftliches und industrielles Interesse daran, diese Route zu verstehen und zu beherrschen. In dem hier beantragten Projekt wird erstmalig ein innovativer Weg zur Verarbeitung von SX- Superlegierungen vorgeschlagen. Dieser Weg sieht eine Wärmebehandlung unter Druck in Anwesenheit einer flüssigen Phase bei Super-Solidus-Temperaturen vor. Das Hauptziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die Rolle der Flüssigphasenbildung während der thermischen Verarbeitung auf die Mikrostruktur und die resultierenden mechanischen Eigenschaften von drei kommerziell verfügbaren SX Ni-Basis Superlegierungen zu verstehen. Der hier vorgeschlagene Ansatz einer Super-Solidus-HIP-Wärmebehandlung gilt als vielversprechend, da die langen Zeiten zum Lösungsglühen (mehrstündiges homogenisieren) komplexer SX Ni-Basis Superlegierungen erheblich verkürzt werden könnten, was zu homogenen Strukturen mit guten mechanischen Eigenschaften führt. In diesem Projekt werden die kommerziellen gegossenen SX Ni-Basis Superlegierungen CMSX-4, CMSX-4Plus und CMSX-10K untersucht. Der Schlüssel zum Erfolg der hier vorgeschlagenen Wärmebehandlung liegt in der Kontrolle der Menge an schmelzflüssiger Phase um letztendlich die Wiedererstarrung fehlorientierter Körner in der einkristallinen Struktur bestmöglich zu vermeiden. Dieser wissenschaftlich und technologisch innovative, wirtschaftliche und nachhaltige Ansatz ist in der Fachliteratur noch nicht untersucht. Dies soll mit der hier dargelegten Durchführung des Arbeitsprogramms erfolgen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen