Additiv gefertigte in-situ Kompositwerkstoffe

Themenbereich:
Hochtemperaturwerkstoffe

 

Verantwortlicher Mitarbeiter:

Dr.-Ing. Steffen Neumeier
Andreas Förner (M. Sc.)

Oben: Nanostrukturierte Mikrostruktur von additiv gefertigtem NiAl-(Cr,Mo)anhand einer
Atomsondentomographie und einer Aufnahme im Rasterelektronenmikroskop.
Unten: Testen der Bruchzähigkeit von additiv gefertigtem NiAl-(Cr,Mo) mittels Mikrobiegebalken.

In-situ Kompositwerkstoffe wie NiAl-(Cr,Mo) oder Nb-Si-Cr sind vielversprechende Materialsysteme für den Einsatz als Strukturwerkstoff bei hohen Temperaturen. Neben einer geringen Dichte weisen die Systeme als eutektische Legierung einen hohen Schmelzpunkt, gute Wärmeleitfähigkeit und verbesserte Oxidationsbeständigkeit auf. Der Einsatz dieser Materialgruppe wird jedoch wegen einer niedrigen Bruchzähigkeit bei Raumtemperatur und einer geringen Kriechbeständigkeit bei hoher Temperatur erschwert. In diesem Projekt werden daher Möglichkeiten untersucht, diese Nachteile zu verbessern.

Als vielversprechender Ansatz wird die additive Fertigung herangezogen, um über die sehr hohen Abkühlraten im selektiven Elektronenstrahlschmelzen ein nanostrukturiertes Gefüge in den in-situ Kompositwerkstoffen einzustellen. Die gleichzeitige Bildung vieler eng beieinanderliegenden Phasen sowie die Einstellung einer gerichteten Zellstruktur sollen gleichzeitig erhöhten Risswiderstand bei guten Kriecheigenschaften ermöglichen. Die Untersuchung der Mikrostrukturbildung sowie die Erforschung der Verformungsmechanismen sind Hauptbestandteil dieses Projekts. Hochauflösende Elektronenmikroskopie und Atomsondentomographie erlauben dabei den Einblick in die nanostrukturierte Welt der intermetallischen Werkstoffe.