Mechanisches Legieren, Gefuege und Kriechverhalten dispersionsgehaerteter NiAl-Werkstoffe

Abstract

Die intermetallische Phase NiAl (Schmelztemperatur 1638 C) ist aufgrund einiger Eigenschaften als potentieller Hochtemperaturwerkstoff praedestiniert. Allerdings haben unzureichende mechanische Eigenschaften bei hoher Temperatur (>1000 C, Kriechfestigkeit) und bei Raumtemperatur (Bruchzaehigkeit) bisher einen Durchbruch verhindert. Diese Arbeit zeigt, wie die Kriechfestigkeit von NiAl entscheidend verbessert werden kann. Das Konzept der Oxiddispersionshaertung (ODS) wird mit Hilfe der pulvermetallurgischen Verfahrenstechnik des mechanischen Legierens auf NiAl uebertragen. Nach erfolgter Kompatkierung durch heissisostatisches Pressen wird das Werkstoffgefuege mittels geeigneter thermomechanischer Behandlung und anschliessender sekundaerer Rekristallisation optimiert. Die Ergebnisse von Druckkriechversuchen an ODS-NiAl im sekundaer rekristallisierten Zustand sowie vergleichend durchgefuehrte Experimente an unverstaerktem NiAl lassen erkennen, dass die wesentliche Steigerung der Kriechfestigkeit selbst bei Temperaturen von 1450 C vorliegt. Der neu entwickelte Werkstoff nimmt somit eine Stellung zwischen metallischen Superlegierungen und keramischen Werkstoffen ein. (orig./MM)The inter-metallic phase NiAl (melting temperature 1638 C) ist predestined as a potential high temperature material due to some of its properties. However, insufficient mechanical properties at high temperature (>1000 C, creep strength) and at room temperature (toughness at fracture) have prevented a breakthrough so far. This work shows how the creep strength of NiAl can be decisively improved. The concept of oxide dispersion hardening (ODS) is transferred to NiAl with the aid of powder metallurgy technique of the mechanical alloying. After compacting by hot isostatic pressing, the material structure is optimised by means of suitable thermo-mechanical treatment and then secondary recrystallisation. The results of pressure creep tests on ODS-NiAl in the seconday recrystallised state and comparative experiments on unstrengthened NiAl show that there is a considerable increase in creep strength, even at temepratures of 1450 C. The newly developed material therefore takes up a position between metallic superalloys and ceramic materials. (orig./MM)Available from TIB Hannover / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman