Mikroporosität in einkristallinen Nickelbasis-Superlegierungen: Bildung und Einfluss auf das mechanische Verhalten

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Bei modernen einkristallinen Nickelbasis-Superlegierungen werden durch einen hohen Gehalt an Refraktärelementen höhere Einsatztemperaturen möglich. Als unerwünschter Nebeneffekt entstehen nun aber Poren nicht nur bei der Erstarrung sondern auch bei der Wärmebehandlung und insbesondere beim Kriechen. Die Untersuchung der Auswirkung dieser Mikroporosität auf die Lebensdauer unter einsatznahen Bedingungen ist der Schwerpunkt des vorliegenden Antrags. Dazu werden zunächst Porenentstehung und -wachstum in CMSX-4 und CMSX-10 unter Kriechbeanspruchung untersucht. Danach wird mittels unterschiedlich langer Kriechbeanspruchung die Mikroporosität in CMSX-4 Proben definiert eingestellt und ihr Einfluss auf die Schwingfestigkeit bestimmt. Zur Untersuchung der Mikroporosität sollen vergleichend zu klassischen Methoden auch neue zerstörungsfreie Techniken (Hochenergie-Synchrotron-Tomographie) erprobt werden. REM- und TEM-Untersuchungen sowie FEM-Rechnungen dienen dazu, die Entstehung der Poren und ihre Rolle beim Versagen klarer verständlich zu machen.