4 Prakt. Met. Sonderband 46 (2014)
Weiteren dienen moderne Prüfeinrichtungen am Department der Ermittlung des Werk- sen, heißisos
stoffverhaltens unter thermo-mechanischer Belastung sowie der Bestimmung von Werk- Warmebehan:
stoffkenndaten. Anhand von ausgewählten Beispielen wird die Rolle der Metallographie 750°C / 150 N
am Department bei Werkstoffentwickiung und -charakterisierung gezeigt. Die Nanohar!
Scannerkopf
risierung wurt
2. NANO- UND MIKROSTRUKTURELLE CHARAKTERISIERUNG Zeiss im Rucl
dung einer B
Eine der wesentlichen Aufgaben der Werkstoffwissenschaft ist es, den Zusammenhang TEM-Untersu:
zwischen dem inneren Aufbau eines Materials, der Mikrostruktur, und den daraus resultie- zur Verfügun:
renden Eigenschaften zu beschreiben. Für ein fundamentales Verständnis ist es daher wurden mit ı
unabdingbar, Werkstoffe bis hinab zu atomaren Dimensionen zu charakterisieren. Unter suchungen w
dem Einsatz der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) lassen sich die mikro- elektrolytisch
strukturellen Bestandteile ermitteln und man erhält daraus quantitative und qualitative In-
formationen über Morphologie, Phasenverteilung sowie das Vorhandensein von Aus- Das wärmebe
scheidungen und Gitterfehlern (Versetzungen, Stapelfehler, Antiphasengrenzen, etc.), wie sich die Bo-F
auch der Struktur innerer Grenzflächen mit atomarer Auflösung durch hochauflösende scheiden sich
TEM (siehe Kapitel 2.1). Um den Beginn von Ausscheidungs- und Entmischungsphäno- Beugungsbild
menen zu studieren, bedient man sich z.B. der dreidimensionalen Atomsondentomogra- ung zwischer
phie (engl. atom probe tomography, APT). Mit dieser Technik werden Informationen über wird bei Bet
die chemische Zusammensetzung, die Morphologie sowie Uber Diffusionsprozesse mit Ausscheidung
atomarer Auflösung gewonnen. Die zu untersuchenden Atome werden aus einer Probe mit Bo(wo)-Phase
spitzenähnlicher Geometrie extrahiert, an der eine positive Gleichspannung anliegt, wobei
die Feldverdampfung durch Überlagerung mit einem zusätzlichen Hochspannungs- oder
Laserimpuls ausgelöst wird. Eine chemische Analyse kann durch eine Flugzeitmassen-
spektrometrie durchgeführt werden (Kapitel 2.2). Informationen zur Kristallstruktur und
-orientierung werden mittels Elektronenrückstreubeugung (engl. electron backscatter dif-
fraction, EBSD), als auch unter Ausnutzung des Electron Channeling Contrast (ECC) ge-
neriert, wodurch das orientierungsabhängige Erholungs- und Rekristallisationsverhalten
sowie die Texturentwicklung analysiert wird (Kapitel 2.3).
2.1 MIKROSTRUKTUR-EIGENSCHAFTSBEZIEHUNG EINER MEHRPHASIGEN INTER-
METALLISCHEN TITANALUMINIDLEGIERUNG _S um
intermetallische y-TiAl-Basislegierungen werden wegen ihrer geringen Dichte und sehr Fig. 1: Gefüg
guten Hochtemperatureigenschaften vermehrt als Laufschaufeln in der Niederdruckturbine handlung. a)
bei Flugzeugtriebwerken, wie auch als Turboladerlaufräder in Automobilmotoren einge- Kolonien, glo
setzt. Sie sind zumeist aus drei Phasen aufgebaut und bestehen bei Raumtemperatur aus die ausgesct
v-TiAI (L1o-Kristallstruktur), a2-TisAl (DO49) und geringen Anteilen an ß.o-TiAI (B2) Phase. zeigt die Orie
Neben dem technologischen Aspekt müssen TiAl-Legierungen über optimierte mechani- Aufnahme, d’
sche Eigenschaften verfügen. Diese werden durch den Herstellprozess sowie einer nach-
folgenden Wärmebehandlung eingestellt [1-3]. Umfangreiche Untersuchungen haben da- ES
bei ergeben, dass sich bei bestimmten Temperaturverläufen in den ß.-Körnern die wo Während der
(B8,) Phase ausbildet [4,5]. Um die Gefügeentwicklung während der mehrstufigen Wär- 200 nm anwe
mebehandlung zu verstehen sowie deren Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften zu deutlich über
studieren, ist es notwendig diese Phasenumwandlungen zu untersuchen, die wo-Phase zu o2-Phase (8.
analysieren und deren Einfluss auf die Harte der B,-Phase zu ermitteln [5]. Dazu wurde Harte der Bo
eine TNM-Legierung (T steht fur Ti(Al), N far Nb und M fir Mo) der nominellen Zusam- [5].
mensetzung Ti-43.5A1-4Nb-1Mo-0.1B (at.%) in einem Schleudergussverfahren abgegos-
