Optimierung der mechanischen Eigenschaften von Varianten der Al10Co25Cr8Fe15Ni36Ti6-Legierung mit komplexer Zusammensetzung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Uwe Glatzel; Dr. Anna Manzoni
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen ; Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316699240

Auf der Suche nach stabilen Legierungen für eine langfristige Anwendung in Turbinen hat sich als geeigneter Kandidat die Al10Co25Cr8Fe15Ni36Ti6-Legierung und ihre Varianten mit Spurenelementen Hf, Zr, W, Mo, Y und B aus der Familie der "Hochentropie-Legierungen/Legierungen mit komplexer Zusammensetzung" gezeigt. Sie zeichnen sich nach einer optimierten Wärmebehandlung durch eine vorwiegend zweiphasige Morphologie aus einer Matrix mit ungeordneter und würfelförmigen Ausscheidungen mit geordneter Struktur aus. Eine dritte Phase mit einem Volumenanteil von 1-10% wurde ebenfalls identifiziert. Diese kann je nach Spurenelement unterschiedliche Formen wie Nadeln oder Ellipsoiden annehmen und sie beeinflussen die mechanischen Eigenschaften massiv.Die Zugversuche bei Raumtemperatur und im Bereich 600-800°C zeigen hervorragende mechanische Eigenschaften, vergleichbar mit kommerziellen Ni-Basis-Superlegierungen wie Inconel 617 oder Fe-Ni basierte Legierungen wie Alloy 800. Als bestes Spurenelement hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften hat sich Hf gezeigt. Die Legierung mit Hf soll nun weiter verbessert werden, unter anderem mit geringen Zugaben der ebenfalls interessanten Spurenelemente W und/oder Zr, die sich hinsichtlich Mikrostruktur und Oxidationseigenschaften hervorheben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen