Zur Vermeidung von Hei\u00dfrissen bei der gerichteten Erstarrung von Nickelbasis-Superlegierungen wird der Versuch unternommen, die Festigkeit und den Zusammenhalt des Dendritennetzwerkes \u00fcber eine geometrisch g\u00fcnstigere Restschmelzeverteilung zu steigern.<\/p>\n
Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass f\u00fcr eine zunehmende Konzentration an interdendritisch seigernden Elementen wie Ta eine h\u00f6here Vernetzung der Dendriten untereinander erzielt werden kann. Hei\u00dfzugversuche an einkristallin erstarrten Probek\u00f6rpern lassen f\u00fcr die Legierung mit einer st\u00e4rkeren Vernetzung zwischen den Dendriten eine Zunahme der Festigkeit im semiliquiden Bereich erkennen. Gie\u00dfbarkeitstests mit st\u00e4ngelkristallinem Gussgef\u00fcge zeigen allerdings keine \u00dcberlegenheit der Legierung mit besserer Vernetzung. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass ohne korngrenzenfestigende Minorelemente ein Auftreten von Hei\u00dfrissen nicht zu verhindern ist.<\/p>\n
Umfangreiche numerische Untersuchungen unterst\u00fctzen die experimentellen Arbeiten. Berechnungsmodelle zur Simulation der wirkenden Erstarrungsbedingungen erweisen sich als leistungsf\u00e4higes Werkzeug zur Verbesserung des Prozessverst\u00e4ndnisses. Es zeigt sich, dass mikrostrukturelle Kenngr\u00f6\u00dfen wie der Dendritenstammabstand im Wesentlichen durch die Heizertemperatur und die Effektivit\u00e4t der Abschirmung (Trennung von hei\u00dfer und k\u00fchler Zone) festgelegt werden. Die Temperatur in der K\u00fchlkammer und die Art der W\u00e4rmeabfuhr sind bei der Erstarrung hochschmelzender Nickelbasislegierungen von untergeordneter Bedeutung. Berechnungen zum Einfluss der Grenzfl\u00e4chenenergie auf die Erstarrungsmorphologie basieren auf dem so genannte Nearest-Neighbor Broken-Bond (NNBB) Modell. F\u00fcr Legierungen mit einer weniger filmartigen Restschmelzeverteilung errechnen sich geringere Grenzfl\u00e4chenenergien zwischen fl\u00fcssiger und fester Phase. Diese Beobachtungen stimmen mit den in der Literatur beschriebenen Gesetzm\u00e4\u00dfigkeiten zu dendritischem Wachstum \u00fcberein.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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