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Vortrag

Optimierte Probenpräparation und Nassätzverfahren von thermo-mechanisch behandelten Inconel 718 und Rene65 Nickelbasis-Superlegierungsproben

Freitag (18.09.2020)
10:20 - 10:40 Uhr

Die günstigen Materialeigenschafen von ausscheidungs- und mischkristallgehärteten Nickelbasis-Superlegierungen, wie ihre Langzeitfestigkeit, Zähigkeit, Kriechfestigkeit und eine ausgezeichnete Oxidations- und Korrosionsfestigkeit bis zu sehr hohen Temperaturen macht den Werkstoff besonders attraktiv für die Industrie. Eine der am häufigsten eingesetzten Nickelbasis-Superlegierungen für Turbinenscheiben in der Luftfahrt ist die eisenreiche Inconel718, die sich durch eine exzellente Hochtemperatur-Streckgrenze von 550 MPa bei 800 °C auszeichnet. Alternativ ermöglichen eisenarme Legierungsentwicklungen, wie die ausscheidungsgehärtete René 65, jedoch eine um bis zu 90°C höhere Einsatztemperatur und sind deshalb von großem Interesse in der Industrie. Für Prozess und Service ist neben der Festigkeit auch die Entwicklung der Mikrostruktur in Hinblick auf Rekristallisation und Kornwachstum relevant. Diese werden von δ-Phase bei Inconel718 sowie von primären γ‘-Ausscheidungen bei René65 stark beeinflusst. Die vergleichende Auswertung der Mikrostruktur im Bezug auf Phasenanteil und Korngrößenverteilung mit Auswerteprogrammen erlaubt eine Charakterisierung der Wechselwirkung zwischen Ausscheidungen und Mikrostruktur, setzt aber gut geätzte Korngrenzen sowie δ-Phase und γ‘-Ausscheidungen voraus.


In dieser Studie wurden thermo-mechanisch behandelten IN718 und Rene65 Proben für die vergleichende Untersuchung der Rekristallisation herangezogen. Das Erzielen von einer kontrastreichen, gut interpretierbaren Probenoberfläche stellte sich als problematisch heraus, da die Proben abhängig vom Wärmebehandlungs- und Umformprozess sehr unterschiedlich auf bekannte Ätzverfahren reagierten. Vor allem die Neigung der beiden Legierungen zur Bildung einer ausgeprägten, stabilen Oxidschicht während des Präparationsvorganges beeinträchtigte die Qualität der Ätzung. Optimierte Präparations- und Ätzroutinen für wärmebehandelte IN718 und Rene65 Nickelbasis Superlegierungen werden erarbeitet. Untersuchungsresultate für Nassätzen sowie elektrolytisches Ätzverfahren werden auf Reproduzierbarkeit und Qualität hin vergleichen. Das Resultat dieser Studie sind drei Verfahren, die eine ausgezeichnete Charakterisierung der Mikrostruktur in Bezug auf Korngrenzen, Kornverteilung der Matrix und sekundäre Ausscheidungsphasen ermöglichen.

Sprecher/Referent:
Sabine Krisam
Technische Universität Wien
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Erwin Povoden-Karadeniz
    Technische Universität Wien