Prakt. Met. Sonderband 47 (2015) 101
Gefiige- und Schiidigungscharakterisierung von Alloy 800 H bei hohen
Temperaturen
M. Speicher, R. Scheck, D. Willer, P. Buhl,
Materialpriifungsanstalt Universitit Stuttgart, Deutschland
I Einführung
Für thermisch-mechanisch hochstbeanspruchte Bauteile werden im Motoren-, Turbinen- und Reak-
torbau häufig Nickellegierungen eingesetzt. Da sich bei hohen Temperaturen sowie unter Beanspru-
chung das Mikrogefüge der Werkstoffe verändert und dadurch deren Eigenschaften beeinflusst
werden, ist es wichtig, diese Änderungen zu erfassen und möglichst zu quantifizieren.
Dieser Beitrag berichtet über die Untersuchungen zur Bewertung der Gefügeausbildung in einer
Nickellegierung Alloy 800 H. Verschiedene Werkstoffzustände, die thermische und thermisch-
mechanische Beanspruchung im Temperaturbereich von 650 °C bis 850 °C erfahren haben, wurden
mithilfe unterschiedlicher metallografischer Techniken lichtoptisch sowie im Rasterelektronenmik-
roskop (REM) charakterisiert. Durch die Wahl verschiedener adäquater Ätzverfahren war es mög-
lich eine aufschlussreiche Bewertung des vorliegenden Gefüges bezüglich der Form, Größe und
Verteilung der Ausscheidungen vorzunehmen. Neben der Ausscheidungsstruktur wurde die Ent-
wicklung der auftretenden Schädigung in den Kriechproben erfasst und die Gefügemerkmale mit
der vorgefundenen Schädigung korreliert.
2 Untersuchter Werkstoff und deren Zustände
Alloy 800H (X5NiCrAlTi31-20) ist eine hochwarmfeste, austenitische Nickel-Eisen-Chrom (Ni-Fe
Cr-) - Legierung und wird aufgrund guter Zeitstandfestigkeit und Korrosionsbesténdigkeit vor allem
im Hochtemperaturbereich eingesetzt. Der Werkstoff findet Anwendung in Dampf- bzw. Kohlen-
wasserstoff-Reformern, Kohlevergasungsanlagen, Hochtemperaturreaktoren sowie in der chemi-
schen Industrie.
Die chemische Zusammensetzung des untersuchten Werkstoffs ist in Tabelle 1 zusammengefasst.
Die Legierung wird iiblicherweise in einem Temperaturbereich von 1100 bis 1200 °C lösungsge-
gliiht mit einer Haltezeit von mindestens 20 Minuten und in diesem Zustand eingesetzt. Bei Materi-
aldicken iiber 1,5 mm sollte die Abkiihlung mit Wasser erfolgen, ansonsten ist Luftabkiihlung aus-
reichend [1].
Tabelle 1. Chemische Zusammensetzung von Alloy 800 H.
Werkstoff Chemische Zusammensetzung in Gew.% Anacre
Ni Cr € Mn Si Cu Al Ti Fe
Alloy 800 H 310 200 007 073 040 050 030 035 Bal~ PS
: 1.
