Einfluss der Legierungselemente Niob, Tantal und Zirkonium auf das Hochtemperaturverhalten volllamellarer Titanaluminide

Die Titanaluminide mit volllamellarer Mikrostruktur, bestehend aus den beiden alternierenden Intermetallischen Phasen TiAl (γ Phase) und Ti3Al (α2 Phase), sind eines der vielversprechendsten Materialien für Anwendungen, bei denen hohe thermische und mechanische Belastungen herrschen.

In dieser Arbeit wurde der Einfluss der drei Legierungselemente Niob, Tantal und Zirkonium in volllamellaren Titanaluminiden (Ti 44Al 5X) untersucht. Dazu wurden die Mikrostruktur, die thermophysikalischen Eigenschaften der Legierungen sowie die Diffusions- und Mischkristallhärtungs¬koeffizienten der Legierungselemente bestimmt. Der Einfluss der zusätzlichen Elemente auf die mechanischen Eigenschaften wurde mittels Dehnratenwechsel und Kriechversuchen charakterisiert.

Im Vergleich mit einer binären Legierung (Ti 44Al) zeigte sich, dass alle drei Legierungselemente einen positiven Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften haben. Abhängig von der angelegten Spannung und der Temperatur, zeigten entweder die mit Zirkonium oder die mit Tantal legierten Werkstoffe die besseren Eigenschaften.