Negatives Kriechen von Nickelbasis-Superlegierungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Uwe Glatzel
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen ; Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 318873888

Das Phänomen des negativen Kriechens wird bei Nickel-Basis-Legierungen im Bereich mittlerer Temperaturen um 600°C beobachtet. Dabei zieht sich eine Probe um relativ -0,04% bis -0,07% zusammen. Dieser Effekt tritt sowohl ohne äußere Last als auch bei geringen Spannungen auf. In der Literatur finden sich diverse, oft sehr spezifische und nur auf eine Legierung oder einen Belastungszustand gültige Erklärungsansätze. In dem beantragten Projekt wird ein neuer Ansatz verfolgt. Es werden Hypothesen formuliert, was als Ursache für das negative Kriechen angenommen wird. Mögliche Hypothesen sind z.B. der Kohlenstoffgehalt (sehr langsame Karbidbildung oder -umwandlung), Kornvergröberung, Umverteilung von Elementen auf verschiedene Phasen oder nahgeordnete Domänen. Für jede dieser Hypothesen werden spezielle Legierungen erschmolzen, so dass möglichst nur derjenige Parameter, welcher in der Hypothese angesprochen ist, verändert wird. Der Effekt des negativen Kriechens an sich und mikrostrukturelle Änderungen der Modelllegierungen werden mit der jeweiligen Ausgangslegierung verglichen. Es ergeben sich vier experimentelle Arbeitsaufgaben: Erschmelzen der Modellegierungen; Auslagerungsversuche mit der Bestimmung der Längenänderungen; Kriechversuche an ausgewählten Legierungen; und intensive Untersuchungen der Mikrostruktur mit der Bestimmung der Zusammensetzung mit hoher Ortsauflösung. Ziel ist es die aufgestellten Hypothesen und ihr jeweiliger Einfluss auf das negative Kriechen zu quantifizieren oder gegebenenfalls zu widerlegen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen