Erforschung der Ausscheidungshärtung durch Tantalkarbide in Co-Re-Basis Legierungen

• Antragsteller: Dr. Ralph Gilles; Professor Dr. Joachim Rösler
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen ; Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 239959382

Co-Re-Basis Legierungen wurden im Jahr 2007 als eine neue Materialgruppe für Hochtemperaturanwendungen vorgeschlagen und in der DFG Forschergruppe FOR 727 Beyond Ni-Base Superalloys erstmals eingehend hinsichtlich der Wechselwirkung zwischen Legierungszusammensetzung, Gefügeentwicklung und Oxidationsbeständigkeit bzw. mechanischem Verhalten untersucht. Als besonders vielversprechender Verfestigungsmechanismus wurde dabei die Teilchenhärtung durch Tantalkarbide (TaC) identifiziert, allerdings nur ansatzweise untersucht. So beschränkten sich die Untersuchungen auf eine Legierungszusammensetzung (Co-17Re-23Cr-1.2Ta-2.6C) und vergleichsweise kurzzeitige Hochtemperaturbeanspruchungen, so dass vielfältige Fragen hinsichtlich Stabilität, Ausscheidungskinetik und Umwandlungsverhalten der Tantalkarbide offen blieben. Neben konventionellen mikrostrukturellen Charakterisierungsmethoden stellte sich die in-situ Neutronenbeugung als sehr hilfreiches Werkzeug heraus, da sie es erlaubt, kristallographische und morphologische Informationen für repräsentative Materialvolumina während der Hochtemperaturauslagerung zu bestimmen. Vor diesem Hintergrund wird der vorliegende Antrag gestellt, in dem die Ausscheidungshärtung durch Tantalkarbide in Co-Re-Basis Legierungen unter Beteiligung der TU Braunschweig und der TU München genau erforscht werden soll. Neben der Streuung mit Neutronen an der Heinz Maier-Leibnitz Forschungs-Neutronenquelle der TU München soll dabei die 3-dimensionale Tomographie mittels Zweistrahl-Rasterelektronenmikroskopie als wesentliches Werkzeug zur mikrostrukturellen Charakterisierung zum Einsatz kommen. Ziel der Forschungsarbeiten ist es festzustellen, welche Zusammenhänge zwischen Legierungschemie, Temperaturbeanspruchung und Ausscheidungs-verhalten der Tantalkarbide bestehen, um so die Voraussetzungen zu schaffen, die Ausscheidungshärtung durch Tantalkarbide optimal für den Hochtemperatureinsatz von Co-Re-Basis Legierungen nutzen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen