Observations of internal oxidation in nickel base alloys in order to develop an oxide dispersion strengthened alloy by melt technique

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Von größtem ökonomischen und ökologischen Interesse ist eine weitere Steigerung der Einsatztemperaturen von Werkstoffen für den Einsatz in Gasturbinen. Dispersionsgehärtete metallische ODS-Werkstoffe (Oxide Dispersion Strengthened) im allgemeinen und Nickelbasis ODS-Werkstoffe im besonderen weisen außergewöhnlich hohe mechanische Festigkeiten bis nahe an ihre Schmelztemperaturen auf. Ihre zumeist aufwendige pulvermetallurgische Herstellung macht sie jedoch sehr teuer. Jüngste Arbeiten geben berechtigte Hoffnung, einen ODS-Werkstoff durch innere Oxidation einer schmelzmetallurgisch hergestellten Legierung zu erhalten. Mit Hilfe thermisch / analytischer (Trägergasverfahren zur Sauerstoffbestimmung, differentielle Thermoanalyse (DTA), Thermogravimetrie (TGA)), mikrostruktureller (Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie (REM), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)) und mechanischer Untersuchungsmethoden sollen das Oxidations- und Kriechverhalten verschiedener inneroxidierter Nickelbasislegierungen untersucht und mit Blick auf ihr Anwendungspotential bewertet werden. Hierzu werden Modellegierungen mit wenigen masse% hoch sauerstoffaffiner Elemente (Zr, Y, Gd, Ce) mit reinem Nickel im Vakuuminduktionsofen erschmolzen. Durch eine Kombination mehrerer Legierungselemente soll sowohl ein ausreichender Volumenanteil der Dispersionsphasen, als auch eine rasche und vollständige innere Oxidation erreicht werden.