Zur Rolle von TCP-Phasen bei der Hochtemperaturfestigkeit der polykristallinen Ni-Basis Superlegierung C-265 (T06*)

• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 190389738

Ni-Basis Superlegierungen bestehen aus bis zu zehn Legierungselementen und weisen bei hohen Temperaturen (> 1000°C) hohe Beständigkeit auf. Für diese Systeme strebt man Mikrostrukturen an, die durch eine kubisch flächenzentrierte Mischkristallphase (die γ-Phase; Matrix) und eine geordnete L12-Phase (γʼ-Phase; Ausscheidungsphase) geprägt werden. Das starke Legieren führt aber auch zur Bildung sogenannter TCP-Phasen, zu denen die σ-Phase gehört. Ihr Auftreten wird durch lange thermische Auslagerungen bei mittleren Temperaturen begünstigt. Auch mechanische Spannungen und plastische Verformungen scheinen ihre Bildung zu fördern. σ-Phasenteilchen werden als unerwünscht betrachtet, weil sie die lokale Legierungschemie verändern und weil sie als mögliche Orte der Risskeimbildung gelten. Belastbare wissenschaftliche Ergebnisse zu dieser Einschätzung gibt es kaum. Es soll am Beispiel einer neuen polykristallinen Ni-Basis Superlegierung C-265 untersucht werden, wie sich σ-Phasenteilchen bilden, und wie sie sich auf die Hochtemperaturfestigkeit (Kriechen und Ermüdung) auswirken. Ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften werden mit hochauflösenden Methoden untersucht, unter besonderer Berücksichtigung von Elementarprozessen an Matrix/Teilchen-Grenzflächen. Insbesondere soll dokumentiert werden, wie unterschiedliche Volumenbruchteile, Teilchengrößen und -formen die Hochtemperaturfestigkeit beeinflussen. Das Transferprojekt soll außerdem helfen, dem neuen Hochtemperaturwerkstoff C-265 zum Durchbruch zu verhelfen.

• DFG-Verfahren: Transregios (Transferprojekt)
• Teilprojekt zu: TRR 103: Vom Atom zur Turbinenschaufel - wissenschaftliche Grundlagen für eine neue Generation einkristalliner Superlegierungen
• Antragstellende Institution: Ruhr-Universität Bochum
• Unternehmen: VDM Metals International GmbH
• Teilprojektleiter: Professor Dr.-Ing. Gunther Eggeler