Umwandlung von h-Al2Ti und Al5Ti3 und Bildung lamellarer gamma-TiAl + r-Al2Ti Gefüge

• Applicant: Dr. Frank Stein
• Subject Area: Mechanical Properties of Metallic Materials and their Microstructural Origins
• Term: from 2005 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 14863661

Eigene Arbeiten haben gezeigt, dass sich auch auf der Al-reichen Seite des γ-TiAl Phasengebietes zwischen 55 und 65 at.% Al lamellare Gefüge erzeugen lassen wodurch die Duktilität entsprechender Legierungen verbessert wird. Auf Grund der hohen Al-Gehalte haben diese Legierungen zudem eine vergleichsweise geringe Dichte und ein wesentlich verbessertes Oxidationsverhalten. Wie die lamellaren γ-TiAl + r-Al2Ti Gefüge grundsätzlich entstehen ist aus eigenen Voruntersuchungen bekannt. Danach erfolgt die Umwandlung der metastabilen Phase h-Al2Ti in die stabile Phase r-Al2Ti durch zwei konkurrierende Mechanismen, von denen einer zur Bildung lamellarer γ-TiAl + r-Al2Ti Gefüge führt. Daher soll nun das Auftreten beider Mechanismen in Abhängigkeit von Zusammensetzung und Temperatur und der Einfluss dieser beiden Parameter auf die jeweilige Umwandlungskinetik untersucht werden. Da die metastabile Phase h-Al2Ti Ausgangspunkt für beide Reaktionen ist, soll auch geklärt werden, wie sich die Zugabe dritter Elemente auf die Bildung dieser Phase auswirkt. Erste Ergebnisse zeigen, dass die lamellaren Gefüge bei Auslagerung zwischen 800 - 1200 °C stabil sind. Allerdings vergröbern die Lamellen, wobei wiederum zwei Mechanismen beobachtet werden, die zu unterschiedlich schneller Vergröberung der Gefüge führen. Diese Mechanismen sollen genauer untersucht und ihre Kinetik in Abhängigkeit von Temperatur und Zusammensetzung aufgeklärt werden. Unterhalb etwa 900 °C tritt bei Zusammensetzungen zwischen 55 und 65 at.% Al die Phase Al5Ti3 auf, die einen versprödenden Einfluss hat. Da inzwischen gezeigt werden konnte, dass diese Phase nur metastabil existiert, soll die Kinetik der Auflösung dieser Phase ebenfalls untersucht werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr. Martin Palm