Werkstoffkunde 2 - TUM - Nickellegierungen

Nickellegierungen des Gamma-Bereichs (ca. 30-80% Nickel)

Im Bereich zwischen 5 und 35% Nickelanteil.

Innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches bei konst. temperauter kann die Legierung sowohl ein krz alpha-Gitter (durch erhitzen) alsauch ein kfz-Gamma-Gitter(durch abkühlen) aufweisen

Diese Temperaturhysterese des Umwandlungsablaufs ist die metallkundliche Grundlage für dei martensit-aushärtbaren Stähle

Die martensitausgehärteten Stähle ereichen Dehngrenzen von bis zu 2000N/mm² durch Lösungsglühen und Auslagern.

Mit zunehmender Temperatur nimmt die Festigkeit zu.

I. Ausgehend von fast reinem Eisen (0,02%C) kann man durch zulegieren von 10-15% Ni Mischkristallhärtung ausnutzen und dadurch die Voraussetztung für eine Martensische Umwandlung schaffen. (wobei Martensit selbst kaum Einfluss hat)  --> es entstehen gleichmäßig verteilte Versetztungen (Dichte 5*10^10/cm²) + krz Struktur

II. Zusätzlich werden AL,Mo,Ti,Si,Co hinzugefügt. Ni,Fe,Mo bilden mit Al,Ti,Si intermetallische Verbindungen was zu feinen Ausscheidungen im alpha-Fe führt

kohärente Ausscheidung:

αM  -> α-Fe(Ni,Co) + FeAl( =`α)
 

inkohärent:

αM -> α-Fe(Ni,Co) + Ni3Mo(=η)

α´ Teilchen führen zu grober Gleitverteilung.

η Teilchen bewirken zusammen mit Versetzungen eine gleichmäßigere Verteilung der Gleitstufen. (Vereinigt hohe Festigkeit mit Zähigkeit)

Wegen möglicher Vergröberung der Ausscheidungen ist die Einsatztemperatur begrenzt.

Die Fi-Ni-Legierungen, Reineisen, Fe-Si-,Fe-Co-Legierungenund Ferrite.

Wichtig für die E-Technik!

Magnetische Eigenschaften sind für die Herstellung von Legierungen zu nutzen, sodass diese einen bestimmten Ausdehnungskoeffizienten mit temperaturunabhängigem E-Modul und gute Dämfung haben

Ausrichtung von magnetischen Domänen (Bezirke einheitl. Elektronenspins), die bei pos. MS zur kontraktion der Probe führt.

I. Mit der Magnetostriktion kann man thermische Ausdehnung kompensieren. Mit steigenden Ni-Anteil nimt die MS ab und die Curie-Temp. nimmt zu

II. Durch zusammenspiel von rein therm. Ausdehnung un MS lässt sich ein temperaturunabhängiger E-Modul herstellen.

Bewahren ihre Festigkeit bei bis zu 800°-1000°

Zunderbeständig durch Bildung von Oxidschichten mit wenig Fehlstellen.

Sehr Kriechfest

Die Ausscheidungen durch das Aushärten sollen fein und stabil, die Stapelfehlerenergie niedrig (Lomer-Cottrel-Lock), das Gefüge grobkörnig und die Rekristallisationstemperatur hoch sein

Inconel718 kurz IN718

Wärmebehandlungsschritte:

1. Lösungsglühen bei 1000°C für 1h um unmäßiges Kornwachstum abzubremsen
2. Auslagerung bei 718°C für 8h. ϒ`` wird ausgeschieden in Form von Teilchen mit rT<10mm
3.Ausscheidungen werden durch einen zusätzliche Schritt bei 620°C stabilisiert

Werkstoffe, die auf Ni-Ti-Legierungen beruhen.

Der spannungsinduzierte Martensit wird durch plötzliches zurückklappen bei einer best. höheren temperatur aufgelöst.
der werkstoff verfällt in seinen Ausgangszustand.