Thermomechanisch induzierte Ausscheidung intermetallischer Phasen in hochwarmfesten ferritischen Stählen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Bleck; Dr.-Ing. Bernd Kuhn
• 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 314367510

Das Ziel ist, neue ferritische Stähle mit gleichzeitig hoher Kriech- und thermomechanischer Ermüdungsbeständigkeit sowie hoher Oxidationsbeständigkeit und einen Prozess zu Ihrer Herstellung zu entwickeln. Dazu soll an Stählen mit Chrom-Gehalten zwischen 15 und 20 Gew. % die Wirkung einer thermomechanischen Behandlung zur kontrollierten Ausscheidung von Laves Phasen untersucht werden. Dabei stellt sich die Herausforderung, die Laves-Phase in der gewünschten Zusammensetzung und Morphologie zu bilden, gleichzeitig die Sigma-Phase zu vermeiden und die Ausscheidung von Karbonitriden zu steuern. Zu diesem Zweck wird im Vorfeld eine rechnergestützte Legierungsoptimierung erfolgen, die eine Maximierung der Ausscheidung der verfestigenden Laves Phase verfolgt. Gleichzeitig soll die Steigerung des im Mischkristall verbleibenden Wolframanteils und die Vermeidung oder Minimierung von Karbonitridphasen der Legierungselemente mittels thermodynamischer Modellrechnungen erarbeitet werden. Das Legierungskonzept wird im Labormaßstab hergestellt, um in den anschließenden Untersuchungen analysiert zu werden. Es soll ein Prozessfenster für die thermodynamische Behandlung mittels thermodynamischer Modellrechnungen abgeleitet und anschließend experimentell überprüft werden. Die temperaturabhängigen mechanischen Eigenschaften werden im Vergleich zu dem Stand der Technik bewertet. Die Interaktion von thermomechanischer Behandlung und Laves-Phasen-Ausscheidung soll quantitativ dargestellt werden. Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften werden auf den Einfluss der thermomechanischen Behandlungen hin untersucht. Insbesondere liegt dabei die Auswirkung auf die Ausscheidungskinetik und Morphologie der ausgeschiedenen Teilchen im Fokus. Es soll ein grundlegendes Verständnis der Wechselwirkung von Legierungszusammensetzung, Werkstoffgefüge, Verformungsstruktur und Ausscheidungsmikrostruktur mit den mechanischen Eigenschaften der Legierungen geschaffen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen