Deformation Behaviour of Gamma Titanium Aluminides

Die vorliegende Arbeit, die sich mit der mikromechanischen Modellierung des Verformungsverhaltens von -TiAl Basislegierungen befasst, gründet sich auf ein starkes Zusammenwirken von Computersimulationsmethoden und detaillierten experimentellen Untersuchungen. Im ersten Teil der Untersuchungen wurde ein mikromechanisches Modell entwickelt, welches das Verformungsverhalten von polykristallinen -TiAl Basislegierungen mit globularer "near-" Mikrostruktur beschreibt. Zusätzlich zur elastischen Verformung sind Versetzungsgleiten und mechanische Zwillingsbildung als plastische Verformungsmechanismen auf Basis eines kristallplastischen Konzepts berücksichtigt. Das globale Spannungs-Dehnungs-Verhalten von nicht texturierten und schwach texturierten "near-" Legierungen wurde simuliert und mit experimentellen Daten aus mechanischen Tests verglichen. Simulationsergebnisse von Zug- und Druckversuche bei verschiedenen Dehnraten stimmen mit experimentellen Resultaten sowohl hinsichtlich des globalen Verformungsverhaltens als auch des Einsetzens der mechanischen Zwillingsbildung gut überein. Im zweiten Teil der Arbeit wurde das Kriechverhalten einer "designed fully lamellaren (DFL)" -TiAl Basislegierung mikromechanisch simuliert. Abhängig von der Abkühlrate können prozeßtechnisch verschiedene Lamellenabstände im polykristallinen Material eingestellt werden. Kriechtests unter verschieden Temperatur/Last Verhältnissen deuten darauf hin, dass die minimale Kriechdehnrate mit abnehmendem Lamellenabstand auch monoton abnimmt. Unter den gegebenen Kriechbedingungen tritt in dem untersuchten Blechmaterial kein Korngrenzengleiten auf, während diffusionskontrolliertes Versetzungsklettern als bestimmender Kriechmechanismus beobachtet werden kann. Mit dem vorgestellten mikromechanischen Simulationsmodell, in welchem ein vom Lamellenabstand bzw. der Lamellenorientierung abhängiger Strukturfaktor eingefuehrt wurde, ist man in der Lage, das Kriechverhalten der DFL Mikrostruktur sehr gut zu beschreiben.