In der Klasse der sogenannten Nahe «-Titanlegierungen werden maximale Einsatztem-
peraturen von 600 °C erreicht. Zwei Vertreter sind die aufgeführten Legierungen
IM1 834 und Ti 1100, die als kommerzielle Werkstoffe teilweise bereits eingeführt sind.
Für höhere Einsatztemperaturen stützt sich zur Zeit die Legierungsentwicklung insbe-
sondere auf geordnete, intermetallische Phasen als Basis, und zwar auf die Titanalu-
minide der Form Ti,Al mit der Phasenbezeichnung «, oder TiAl mit der Phasenbe-
zeichnung y. Entsprechend werden diese Hochtemperatur-Titan-Werkstoffe in die Klas-
se der o, - Basislegierungen und in die Klasse der y- Basislegierungen unterteilt (Ta-
belle 1). Während die letztgenannten y - Basislegierungen mit großen Erwartungen
noch im Stadium intensiver Entwicklung stehen, werden «, - Basislegierungen bereits
quasi kommerziell angeboten. Größere Verbreitung hat unter den a, - Basislegierungen
die sogenannte Super «x, - Legierung gefunden, die auch in Tabelle 1 aufgeführt ist.
Diese Legierung bildet die Metallmatrix in den SiC-Faser - Verbundwerkstoffen, die
Gegenstand dieser Arbeit sind.
Mit der vorliegenden Arbeit werden metallographische Untersuchungen vorgestellt, die
die Verbundwerkstoff-Herstellung mit unterschiedlichen Herstellungsparametern be-
gleiteten. Zur Beurteilung der Temperaturbeständigkeit wurden Prüflinge einer Probe
unterschiedlich lange geglüht und ebenfalls metallographisch untersucht. Die Bestim-
mung von Grenzflächeneigenschaften zwischen Faser und Matrix erfolgte an allen un-
tersuchten Proben durch Scherfestigkeitsmessungen mit Hilfe sogenannter Ausdrück-
Versuche an einzelnen Fasern.
2. Herstellung der SiC / Super a,- Verbundwerkstoffe
Die hier untersuchten SiC-Langfaser - Verbundwerkstoffe mit der warmfesten Super o,-
Legierung als Metall-Matrix wurden nach einem in der DLR entwickelten und paten-
tierten Verfahren hergestellt [3]. Als SiC-Faser wurde die ungeldngte SCS-6 - Faser der
Firma Textron verwendet. Ihr Durchmesser beträgt 140 um, sie hat eine C-Seele und
eine mehrlagige, etwa 3 um dicke. äußere C-Schutzschicht.
Die Verbundwerkstoff-Herstellung erfolgte im Labormaßstab zu Rundproben mit ca.
120 mm Länge und ca. 3,5 mm Durchmesser. Einen Schnitt durch eine derartige Probe
mit einem charakteristischen Faservolumenanteil von ca. 40 % zeigt Bild 1. Die Her-
stellung von Demonstrationsobjekten wie Turbinenschaufeln, Rohren und Ringen belegt
aber auch die Eignung des Verfahrens für die Bauteil- bzw. Halbzeug-Fertigung in grö-
Beren Abmessungen [4]. Der HerstellungssprozeB wurde bereits ausfiihrlich beschrie-
ben [3, 5] und soll hier nur kurz mit den drei wesentlichen Schritten vorgestellt werden:
» Im ersten Schritt werden die einzelnen Fasern mit dem Matrixwerkstoff, hier mit
der Legierung Super a,, durch Magnetron-Sputtern ca. 30 um dick ummantelt.
nn In einem zweiten Schritt werden diese mit Matrixmaterial ummantelten Fasern ge
“m bündelt, gekapselt, bei ca. 450 °C ausgegast und auf 107° bar evakuiert.
U Im abschließenden dritten Schritt werden diese Kapseln bei 1900 bar heißisosta-
© tisch gepreBt. Zur Optimierung dieses HIP-Prozesses (HIP’en = heiBisostatisches
Pressen) wurde zum einen die HIP-Temperatur zwischen 850 °C und 1050 °C, zum
anderen die Haltezeit zwischen 30 min. und 300 min. variiert.
Prakt. Met. Sonderbd. 26 (1995) 659
