Elektronenstrahlfügen von Titan-Aluminiden mit hohem Niob-Anteil

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Titan-Aluminide besitzen einen hohen Korrosionswiderstand und eine hohe spezifische Festigkeit. Sie bieten das Potential einige Nickel-Basis Superlegierungen bei Hochtemperaturanwendungen z.B. im Kraftwerkbau oder Turbinenbau zu substituieren. Titan ist Hauptbestandteil in dem untersuchten Material V5. Außerdem befinden sich ca. 45 % Aluminium und im Vergleich zu älteren Titan-Aluminid-Legierungen ein erhöhter Niob-Gehalt von ca. 5-10% in der Legierung. Das Niob verbessert die Kriechfestigkeit des Werkstoffs. Die Schweißeignung der angewendeten, neuentwickelten 3. Legierungsklasse wurde bisher nicht untersucht. Problematisch sind an diesen neuartigen Werkstoffen die hohe Sprödigkeit, Rissanfälligkeit beim Schweißen und metallurgische Probleme (bspw. Seigerungen). Im Forschungsvorhaben wird das Elektronenstrahlschweißen und -löten von Titan-Aluminiden mit erhöhtem Niobgehalt untersucht. Die Vorteile des Schweißverfahrens begründen dessen Auswahl: prozessbedingt wird im Vakuum geschweißt, was eine Oxidation des Werkstoffs verhindert. Eine zusätzliche Vorwärmung des Materials kann prozesssintern durch den Elektronenstrahl vorgenommen werden. Ein weiterer Vorteil ist die Strahlpendelung, die eine gezielte Energieeinbringung ins Material ermöglicht und Risse vermeiden soll.