Einfluss der Mischkristallhärtung der Matrix auf die Kriechbeständigkeit einkristalliner Nickelbasis-Superlegierungen:
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Aachen
Shaker
2013
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INHALT
1 EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG 1
2 KRIECHBESTAENDIGKEIT VON NICKELBASIS-SUPERLEGIERUNGEN 3
2.1 MIKROSTRUKTUR VON NICKELBASIS-SUPERLEGIERUNGEN 3
2.1.1 WAERMEBEHANDELTER ZUSTAND 3
2.1.2 STABILITAET DER MIKROSTRUKTUR BEI HOHEN TEMPERATUREN 5
2.2 AUSSCHEIDUNGSHAERTUNG 6
2.2.1 OPTIMALE FEHLPASSUNG 6
2.2.2 OPTIMALE TEILCHENGROESSE 7
2.2.3 OPTIMALER VOLUMENGEHALT 9
2.3 MISCHKRISTALLHAERTUNG 10
2.3.1 MECHANISMUS DER MISCHKRISTALLHAERTUNG 10
2.3.2 MISCHKRISTALLHAERTUNG IN NICKELLEGIERUNGEN 11
2.4 SCHWELLENSPANNUNGSKONZEPT 15
3 MATERIAL UND METHODEN 17
3.1 VERWENDETE MODELLIERUNGS- UND SIMULATIONSMETHODEN 17
3.1.1 BERECHNUNG VON PHASENDIAGRAMMEN 17
3.1.2 FINITE-ELEMENTE-METHODE 17
3.2 LEGIERUNGSAUSWAHL 20
3.2.1 UNTERSUCHTE SUPERLEGIERUNGEN 20
3.2.2 UNTERSUCHTE MATRIXLEGIERUNGEN 22
3.3 PROZESSKETTE ZUR CHARAKTERISIERUNG NEUER EINKRISTALLINER LEGIERUNGEN
24
3.3.1 DAS FEINGUSSVERFAHREN 25
3.3.2 EINKRISTALLGUSS 26
3.3.3 WAERMEBEHANDLUNG 30
3.3.4 METALLOGRAPHIE 32
3.3.5 MIKROSTRUKTURELLE CHARAKTERISIERUNG 33
3.3.6 DICHTEBESTIMMUNG 36
3.3.7 KRIECHPROBENFERTIGUNG UND KRIECHPRUEFUNG 36
I
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INHALT
4 ERGEBNISSE 39
4.1 BERECHNUNGEN MIT THERMO-CALC 39
4.2 ERGEBNISSE ZU DEN NICKELBASIS-SUPERLEGIERUNGEN 42
4.2.1 GIESSEN UND MIKROSTRUKTUR IM GUSSZUSTAND 42
4.2.2 WAERMEBEHANDLUNG DER MODELLLEGIERUNGEN 47
4.2.3 MIKROSTRUKTUR DER UNTERSUCHTEN EINKRISTALLLEGIERUNGEN 51
4.2.4 ERGEBNISSE DER KRIECHVERSUCHE AN SUPERLEGIERUNGEN 56
4.3 ERGEBNISSE DER EINPHASIGEN MATRIXLEGIERUNGEN 64
4.3.1 ZUSAMMENSETZUNG UND HERSTELLUNG DER MATRIXLEGIERUNGEN 64
4.3.2 KRIECHVERHALTEN DER MATRIXLEGIERUNGEN 66
4.4 BESTIMMUNG DER SCHWELLENSPANNUNG 70
4.5 BERECHNUNGSERGEBNISSE DER FINITE-ELEMENTE-METHODE 72
5 DISKUSSION 74
5.1 VERGLEICH VON BERECHNETEN UND EXPERIMENTELLEN ERGEBNISSEN 74
5.2 BEWERTUNG DES KRIECHVERHALTENS ZWEIPHASIGER LEGIERUNGEN 78
5.3 DISKUSSION DES KRIECHVERHALTENS DER MATRIXLEGIERUNGEN 82
5.4 EINFLUSS DER KRIECHBESTAENDIGKEIT DER MATRIXLEGIERUNG AUF DIE
ZWEIPHASIGE
SUPERLEGIERUNG 87
6 ZUSAMMENFASSUNG 91
7 SUMMARY 93
8 ANHANG 95
LITERATURVERZEICHNIS 96
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 107
DANKSAGUNG 110
LEBENSLAUF 111
II
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