Hochschmelzende Materialien

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Im Stahlbereich werden gegenwärtig werkstoffliche Grenzen vor allem im Einsatz bei erhöhten Temperaturen spürbar. Eine Weiterentwicklung von Stählen wird in Zukunft die hoch schmelzenden Legierungselemente Nb, Mo, Ta, W sowie Cr, Co, Ti, V einsetzen müssen, die hoch stabile intermetallische Phasen vom Typ Laves und µ bilden sowie stabile Karbide vom Typ M23C6, M7C3 und MC. Durch gezielte Ausscheidung dieser Phasen können Gefüge mit gewünschter Kriechfestigkeit erzeugt werden, die auch über 20 Jahre bei Einsatztemperatur stabil bleiben. Um die Entwicklung dieser Materialien zügig voran zu treiben, sind thermodynamische Rechnungen zur Stabilität der Phasen und zur Ausscheidungskinetik unbedingt erforderlich. Es gibt aber nur spärliche experimentelle Informationen, die selbst in binären Systemen noch viele Fragen offen lassen. Die wichtigen Phasen Laves und µ sind nicht entsprechend modelliert, das Element Ta ist in dieser Beschreibung überhaupt nicht vorhanden, obwohl es einer der stärksten Stabilisatoren dieser Phasen ist. Es ist das Ziel dieses Projektes, Hochtemperaturgleichgewichte experimentell zu bestimmen und daraus eine optimierte Datenbasis abzuleiten. Dabei sollen Lücken in binären Systemen geschlossen und die praktisch unbekannten ternären Systeme so weit bestimmt werden, bis hinreichend Information für eine thermodynamische Optimierung gewonnen wurde. Man kann davon ausgehen, dass nicht über Dreistoffsysteme hinausgegangen werden muss. Am Ende soll eine Datenbank vorliegen, die zuverlässige Daten für alle Elemente und Phasen enthält, die für die Entwicklung von Hochtemperaturwerkstoffen wichtig sind.