Auswirkungen von Grenzflächen auf die Rissausbreitung in TiAl-Legierungen unterschiedlicher Lamellenbreite bzw. Korngröße

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Der Einfluss verschiedener Mikrostrukturen auf das Schädigungsverhalten von modernen hochniobhaltigen TiAl-Legierungen soll mittels in-situ Untersuchungen charakterisiert werden. Während TiAl-Legierungen mit lamellarer Mikrostruktur oft hohe Bruchzähigkeit aber nur geringe Duktilität zeigen, sind hochniobhaltige TiAl-Legierungen wegen ihrer verbesserten Kriechfestigkeit in Verbindung mit einer erhöhten Duktilität bei Raumtemperatur interessante neue Materialien. In den Legierungen werden durch geeignete Wärmebehandlungen ein Near-(, ein Duplex- und ein vollständig lamellares Gefüge eingestellt. Darüber hinaus werden weitere mikrostrukturelle Parameter wie beispielsweise die Lamellenbreite oder der Anteil an (2-Phase variiert. In-situ Verformungsexperimente werden im Rasterelektronen- und im Rasterkraftmikroskop (REM und AFM) durchgeführt. Das REM erlaubt dabei die Verfolgung von Rissverläufen über größere Probenbereiche. Mit dem AFM kann lokal die elastische Verformung im Bereich um die Rissspitze und die Versetzungsemission an der Rissspitze beobachtet werden. Der Vergleich mit exemplarischen Untersuchungen an einer niedriglegierten TiAI-Legierung und an PST-Kristallen soll die Interpretation und das Verständnis der Ergebnisse dabei erleichtern. Die in-situ Experimente werden durch Nachuntersuchungen der Proben ergänzt. Beispielsweise können im nanoindentierenden AFM die lokalen mechanischen Eigenschaften der einzelnen Phasen bestimmt und im Transmissionselektronenmikroskop die Verformungsmechanismen detailliert untersucht werden. Insgesamt soll daraus in Verbindung mit Finite- Elemente-Modellierungen ein geschlossenes Bild der Bruchmechanismen in diesen hochniobhaltigen Titan-Aluminiden gewonnen werden.