318 Prakt. Met. Sonderband 38 (2006)
FeinguRverfahren verarbeitet. Ausgelegt fiir Metalltemperaturen von bis zu 950 °C [16] wird grc
der Werkstoff auch heute noch für zahlreiche Heißgasteile von Gasturbinen eingesetzt. gre
Ris
Chemische Zusammensetzung in Gewichts-% Se un
Cr |Ni__|Co_ [Mo (dW OS TH [Al C8 [Zr run
140 160.0 [95 [40 [40 [5.0 [3.0 0.03 ZU!
Tab. 1: Chemische Zusammensetzung von Rene 80 ar
Carbide haben einen wesentlichen Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften von Rene lick
80. Die wichtigsten Carbide in diesem Werkstoff sind MC, MsC und M23Cg-Carbide, wobei od
M fiir Cr, Mo, Ti oder eine Kombination dieser Elemente stehen kann [6]. René 80 ist au- sin
Rerdem eine recht "dynamische" Legierung, d.h. [1'-Ausscheidungen und Carbide kénnen wa
bei den hohen Einsatztemperaturen ihre Morphologie bereits nach kurzer Zeit, je nach auf
Einsatzbedingungen der Bauteile, verändern [17]. Bo
Ca
3. HeiRriBphdnomene in der WEZ lasergebohrter Nickelbasis- on
Superlegierungen We
Heißrisse können entweder Erstarrungsrisse (solidification cracks, SC), Wiederaufschmelz-
risse (liquation cracks, LC) oder sog. ductility dip cracks (DDC) sein [11] - [14]. Vorausset- me
zungen für das Entstehen von Heißrissen sind u.a.
- niedrigschmelzende Phasen an oder auf Korngrenzen,
- Zugspannungen während der Erstarrung und des nachfolgenden Abkühlens und
- Grobkorn.
All diese Gefügemerkmale, oft verbunden mit langen, geraden Korngrenzen und groben
Primärcarbiden, die im Korninneren oder auf Korngrenzen liegen können, kommen in Rene
80 vor. Lange, gerade Korngrenzen des grobkörnigen Feingußwerkstoffes bilden bevorzug-
te RiRpfade, insbesondere dann, wenn sie senkrecht zu den Hauptspannungen orientiert
sind.
Nach der Erfahrung der Autoren ist Rene 80 besonders heißrißempfindlich, was sowohl für
das manuelle Wolfram-Intergas-Schweißen gilt als auch für das Laserbohren. Diese Sicht
der Dinge wird auch von Fachkollegen aus Labors der Zulieferer bestätigt [15]. Da Heißris-
se i.d.R. Mikrorisse sind, die nicht mit der Bauteiloberfläche in Verbindung stehen müssen,
entziehen sie sich i.a. einer sicheren Detektierbarkeit mittels zerstörungsfreier Prüfverfah-
ren. Auf klassische metallographische Untersuchungsverfahren am Lichtmikroskop von
zerstdérend entnommenen Quer- und Langsschliffen durch die Laserbohrungen kann des- Bil
halb vorerst nicht verzichtet werden. Völlig heißriRfreies Laserbohren hoch(warm!)fester ser
Nickelbasis-Superlegierungen ist im übrigen unrealistisch, weshalb Spezifikationen erfor- gre
derlich sind, die zulässige Rißlängen festlegen. Im allgemeinen wird die maximal zulässige orie
RiRlänge eines Einzelrisses vorgeschrieben. Auch die Festlegung einer zulässigen Ge-
samtrißlänge ist möglich.
Offenbar besteht beim Rene 80 ein ausgeprägter Einfluß der Gefügeausbildung auf die 4
beim Laserbohren entstehenden Heißrißlängen, wie aus werkstofftechnischer Sicht auch ;
nicht anders zu erwarten. Dennoch kann ein direkter Zusammenhang zwischen Laserpa-
rametern und resultierenden HeißriRlängen nicht ohne weiteres gefunden werden, d.h. hö- Re:
here Laserintensitäten können zu kürzeren Maximalrißlängen führen und umgekehrt. Dies Sul
liegt offensichtlich daran, daß die Gefügeausbildung gewissen Schwankungen unterworfen Las
ist, der Feingußprozeß in dieser Hinsicht also keineswegs völlig stabil ist. Die für die Heiß- die:
riBempfindlichkeit entscheidenden Gefligemerkmale &ndern sich also in der Tat von Bauteil Ent
zu Bauteil, selbst wenn diese derselben Charge desselben Lieferanten entstammen. Den zul
