M.Sc. Steven Schellert

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Arbeitsgebiet:

Entwicklung von refraktärmetallbasierten Multikomponentenlegierungen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften

 In den letzten Jahren wird der Bedarf nach neuen hochtemperaturbeständigen Werkstoffen immer dringender. Ein neuer Ansatz in der Legierungsentwicklung ist das Konzept der Multikomponentenlegierungen, welches vielversprechende Eigenschaften für die Hochtemperaturanwendungen aufweist. Diese Multikomponentenlegierungen bestehen aus mindestens fünf Elementen in nahezu äquiatomarer Zusammensetzung. Die äquimolaren chemischen Zusammensetzungen sollen die Ausbildung einfacher Mikrostrukturen mit vorwiegend ungeordneten Phasen thermodynamisch begünstigen. Die äquimolare Multikomponentenlegierung Ta-Mo-Cr-Ti-Al besitzt ein mehrphasiges Gefüge bestehend aus einer geordneten B2-Matrix sowie einer intermetallischen Laves-Phase an den Korngrenzen. Einige Legierungen aus diesem System zeigen ein sehr gutes Hochtemperaturoxidationsverhalten. Darüber hinaus besitzen die neuen Multikomponentenlegierungen aus dem genannten System ein hohes Potential hinsichtlich der Hochtemperaturfestigkeit. Der Nachteil dieser neuen Werkstoffe ist bisher noch eine unzureichende Duktilität bei moderaten Temperaturen, die auf die spröde B2-Phase sowie der intermetallischen Laves-Phase zurückzuführen ist. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung refraktärmetallbasierter Multikomponentenlegierungen, die eine ausgewogene Balance zwischen mechanischen Eigenschaften und Oxidationsbeständigkeit aufweisen. Um diese Ziele zu erreichen sind legierungstechnische Maßnahmen geplant, die darauf abzielen, die Ausbildung spröder intermetallischer Phasen zu unterdrücken und gleichzeitig die intrinsische Duktilität der Matrix zu erhöhen. Die Legierungsentwicklung basiert auf thermodynamischen Berechnungen, die es erlauben, Phasen, Phasenanteile, Elementverteilung etc. im thermodynamischen Gleichgewicht bei verschiedenen Bedingungen vorherzusagen.