Investigation of the fluorine-microalloying effect in the oxidation of TiAl

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Michael Schütze
• Subject Area: Synthesis and Properties of Functional Materials
• Term: from 2001 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5289062

Aus der Literatur und aus eigenen Untersuchungen ist bekannt, dass geringste Mengen an Chlor in der Randzone von TiAl-Legierungen zu einer dramatischen Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit dieser Werkstoffgruppe führen. Wie erste Vorversuche am KWI zeigen, scheint ein vergleichbarer Effekt für Fluor zu existieren, der jedoch schon bei sehr viel geringeren Fluorgehalten im Werkstoff wirksam zu werden scheint und bisher noch nicht untersucht worden ist. Ziele des Vorhabens sind daher die Untersuchung und die Aufklärung der Mechanismen des FluorMikrolegierungseffektes für die Oxidationsbeständigkeit von TiAl-Legierungen sowie deren Modellierung. Hierzu wird Fluor entweder über Ionenimplantation oder über Tauchdotierung in HF-Lösung in den oberflächennahen Bereich der Werkstoffrandzone eingebracht. Die anschließende Oxidation der Proben erfolgt bei Temperaturen von 700 bis 1000°C für Oxidationszeiten zwischen 1 min (Anfangsoxidation) und 1000 h (Langzeitverhalten) an Luft bzw. Sauerstoff. Für die Nachuntersuchungen werden neben der Metallographie und der Rasterelektronenmikroskopie vor allem auch die Ionenstrahlanalytik und die Rasterkraftmikroskopie eingesetzt. Durch thermodynamische Berechnungen wird ein für andere Halogene bestehendes Modell zum Wirkungsmechanismus der Mikrolegierungszusätze für den Fluoreffekt überprüft und gegebenenfalls modifiziert. Die Ziele des Vorhabens sollen durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen einer Arbeitsgruppe mit langjähriger Erfahrung auf dem

• DFG Programme: Research Grants