PDF - JuSER - Forschungszentrum Jülich
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Literaturübersicht<br />
2.4.1 Das γ’- und γ’’-Wachstum<br />
Eine dreidimensionale Vergröberung der γ’-Teilchen in γ’-gehärteten Superlegierungen, bzw.<br />
zweidimensionales Wachstum der γ’’-Phase in γ’/γ’’-gehärteten Superlegierungen, kann bei<br />
erhöhter Temperatur eintreten. Um die Prozesse beschreiben zu können und daraus die<br />
Änderungen der mechanischen Eigenschaften während einer thermischen Beanspruchung<br />
abzuleiten, ist es sehr wichtig, die Kinetik der Alterung zu kennen. In einkristallinen<br />
Werkstoffen kann die thermische Auslagerung bis zur Floßbildung führen, die eigentlich bei<br />
Überlagerung von mechanischer Spannung zur thermischen Auslagerung erfolgt [2.4.6].<br />
Die Ostwaldreifung (Ostwald ripening process) beschreibt die Umlösung von Teilchen, d. h.<br />
diffusive Vergröberung von großen Teilchen auf Kosten von kleineren, benachbarten<br />
Teilchen. Ein Beispiel der Oswaldreifung stellt eine dreidimensionale Simulation mittels<br />
CALPHAD der γ’-Vergröberung in der Ni-13,8%Al Legierung, gealtert bei 750°C, von<br />
J. Z. Zhu et al. [2.4.7] in Abbildung 2.11 dar.<br />
a<br />
b<br />
c<br />
d<br />
Abbildung 2.11: 3D Simulation des γ’- Vergröberungsprozesses in der Ni-13,8 % Al<br />
Legierung gealtert bei 1023 K: (a) t = 15min; (b) t = 2h; (c) t = 4h;<br />
(d) t = 8h gerechnet in eine “Domain“ 160x640x640 nm [2.4.7]<br />
Die klassische LSW-Theorie der dreidimensionalen Vergröberung von sphärischen und<br />
kuboidalen Teilchen wurde von Lifshitz, Slyozov (1961) und Wagner (1961), unabhängig von<br />
einander entwickelt. Sie besagt für den Fall des diffusionskontrollierten sphärischen<br />
Teilchenwachstum, dass nach folgender Gleichung:<br />
r ( t)<br />
m<br />
⎛ 8c0DΩ<br />
=<br />
⎜<br />
⎝ 9RT<br />
2<br />
3 3 γ<br />
− rm<br />
(0)<br />
⎞<br />
⎟ ⋅t<br />
⎠<br />
(2.4.1)<br />
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