Characterisation of the quaternary system Co-Al-W-Ta for development of y' - strengthened Co-base alloys

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Vor wenigen Jahren wurden Kobaltbasis-Legierungen entdeckt, welche eine stabile Co3(Al,W) γ’-Phase aufweisen. Damit könnten sie mit Nickelbasis-Superlegierungen in Konkurrenz treten. Im Co-Al-W-System ist das Hauptproblem die niedere γ’-Solvus Temperatur (≤1050°), da sie Hochtemperaturanwendungen ausschließt. Das Schlüsselelement für die Anhebung des γ’-Solvus ist Tantal und darum ist unser Projekt auf die Untersuchung des quaternären Co-Al-W-Ta Systems fokussiert. Zunächst soll in dem Co-Al-W-Ta Phasendiagramm bei 900°C das Zwei-Phasen-Gebiet γ/γ’ bestimmt werden, um anschließend Legierungen aus diesem Gebiet metallurgisch, mikrostrukturell und mechanisch zu charakterisieren. Da die Ermittlung des quaternären Phasendiagramms und die Untersuchung der Effekte der Legierungszusammensetzung sehr zeitaufwändig ist, kommen zwei besonders effektive Untersuchungstechniken zum Einsatz: (1) Proben mit Mikrosegregation, hergestellt durch Auslagerung von Diffusionspaaren. (2) Proben mit Makrosegregation, hergestellt durch gerichtete Erstarrung mit langsamer Abzugsgeschwindigkeit und hohem Temperaturgradienten. Ziel der Untersuchungen ist das grundlegende Verständnis der Beziehung Zusammensetzung↔Eigenschaften in einer quaternären Legierung, welche Entwicklungspotenzial für eine neuen Klasse von Hochtemperaturwerkstoffen birgt.