Thermodynamische Präzisionsmodelle für Superlegierungen

Die erfolgreiche Entwicklung der Superlegierungen in den letzen 60 Jahren resultierte in jenen Werkstoffen, auf denen sowohl die heutige Flugzeugtechnik als auch Stromerzeugung beruht. Diese Entwicklung basierte größtenteils auf empirischer Forschung und resultierte in Zusammensetzungen der heutigen Superlegierungen mit 10+ Elementen. Wegen der extremen Komplexität dieser Legierungssysteme werden zunehmend Computer- unterstützte Werkzeuge verwendet um die Entwicklung weiter voranzutreiben. Je mehr jedoch leistungsfähige Software zur thermodynamischen Modellierung verfügbar ist, umso klarer wird es, daß die Qualität der Vorhersagen solcher Berechnungen kritisch von der Qualität der Daten für die involvierten binären und ternären Subsysteme abhängt. Daher werden immer genauere experimentelle Meßungen wie auch genau damit übereinstimmende thermodynamische Beschreibungen benötigt. Solche Daten wurden in einem vorhergehenden FWF Projekt für ternäre Systeme der Elemente Cr,Ni,Ti,Si und C erarbeitet. Es wurde gezeigt, daß wie auch in anderen Wissenschaftsdisziplinen wie z.B. der Kristallographie oder Mikroskopie die Erhöhung der Datenpräzision die Auflösung erhöht und neue Entdeckungen ermöglicht. Das gegenständliche Projekt erweitert die vorangegangenen Untersuchungen um das Element Aluminium. Die erweiterte Datenbasis wird Beschreibungen enthalten für den Dreistoff AlCr-Ni, dem Grundsystem der Superlegierungen, sowie weiters für die Systeme Ni-Ti- Si, CrNi-Ti, AI-Cr-Ti, AI-Ni-Ti, AI-Cr-Si, AI-Ni-Si, and AI-Ti-Si, in denen das Auftreten Eigenschafts- verschlechtender intermetallischer Phasen präzise modelliert wird, um verläßliche Voraussagen für Systeme höherer Ordnung zu erlauben.

Die erfolgreiche Entwicklung der Superlegierungen in den letzen 60 Jahren resultierte in jenen Werkstoffen, auf denen sowohl die heutige Flugzeugtechnik als auch Stromerzeugung beruht. Diese Entwicklung basierte größtenteils auf empirischer Forschung und resultierte in Zusammensetzungen der heutigen Superlegierungen mit 10+ Elementen. Wegen der extremen Komplexität dieser Legierungssysteme werden zunehmend Computer- unterstützte Werkzeuge verwendet um die Entwicklung weiter voranzutreiben. Je mehr jedoch leistungsfähige Software zur thermodynamischen Modellierung verfügbar ist, umso klarer wird es, daß die Qualität der Vorhersagen solcher Berechnungen kritisch von der Qualität der Daten für die involvierten binären und ternären Subsysteme abhängt. Das gegenständliche Project erarbeitete experimentell genaue Daten für eine Reihe dieser Systeme sowie damit präzis übereinstimmende thermodynamische Beschreibungen. Die Daten eines vorhergehenden FWF Projekt für ternäre Systeme der Elemente Cr,Ni,Ti,Si und C wurden um systeme mit dem Element Aluminium erweitert. Es zeigte sich neuerdings, daß wie auch in anderen Wissenschaftsdisziplinen z.B. der Kristallographie oder Mikroskopie die Erhöhung der Datenpräzision die Auflösung erhöht und neue Entdeckungen ermöglicht. Die erweiterte Datenbasis enthält Daten für den Dreistoff Al-Cr-Ni, dem Grundsystem der Superlegierungen, sowie weiters für die Systeme Ni-Ti-Si, Cr-Ni-Ti, Al-Cr-Ti, Al-Ni-Ti, Al-Cr-Si, Al-Ni-Si, and Al-Ti-Si, in denen das Auftreten Eigenschafts-verschlechtender intermetallischer Phasen genau untersucht wurde um verläßliche Voraussagen für Systeme höherer Ordnung zu erlauben.