Ausscheidung intermetallischer Partikel zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von hochfesten, Al-legierten Stählen

  Kristallstrukturen der intermetallischen (Fe,Ni)Al- (B2) und κ- (L´12) phasen. Urheberrecht: IEHK Kristallstrukturen der intermetallischen (Fe,Ni)Al- (B2) und κ- (L´12) phasen.

Intermetallische Werkstoffe weisen herausragende physikalische und mechanische Eigenschaften auf, zum Beispiel eine hohe thermische Stabilität, einen hohen Widerstand gegen Oxidation und eine hohe spezifische Festigkeit. Aufgrund ihrer geringen Duktilität bei Raumtemperatur finden intermetallische Werkstoffe wenig Anwendung in den Konstruktionswerkstoffen. Die Verwendung intermetallischer Phasen zur Ausscheidungshärtung gewinnt dahingegen zunehmend an Bedeutung.

In diesem Forschungsprojekt werden neue Konzepte zur intermetallischen Ausscheidungshärtung auf Basis der B2-[(Fe,Ni)Al], DO3-[Fe3Al] und der κ-[(Fe,Mn)3AlC]-Verbindung durch Optimierung der Legierungszusammensetzung, der Mikrostruktur und des Prozessierens entwickelt. Vereinfachte Legierungen werden entwickelt zur Bestimmung der Ausscheidungskinetik mit Hilfe von Synchrotronexperimenten. Die gewonnenen Informationen bezüglich der Nukleierung der intermetallischen Teilchen wird in Phasenfeldsimulationen eingespeist und somit die Ausscheidungskinetik und Mikrostrukturentwicklung simuliert. Eine Validierung der simulierten Ausscheidungskinetik und Mikrostrukturentwicklung wird mittels REM/TEM beziehungsweise in-situ Synchrotronexperimenten bei definierten Ausscheidungstemperaturen durchgeführt. Die Einflussgrößen intermetallischer Ausscheidungen auf die mechanischen Eigenschaften werden erfasst und die erlangten Kenntnisse auf komplexere, hochfeste Stähle angewandt.