Mechanical behaviour and microstructure of low alloy content Ti-Al-Mn alloys

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit

Abstract

Diese Arbeit wurde im Rahmen eines Projektes durchgeführt, das sich mit der Entwicklung eines Prozesses zur kostengünstigeren Herstellung von Titanblechen mittels Pulvermetallurgie beschäftigt. Eine Idee war Pulver zu nutzen, die noch Verunreinigungen aus den Erzen beinhalten. Normalerweise werden diese Verunreinigungen durch Vakuumumschmelzen entfernt, was beträchtlich zu den Herstellkosten beiträgt. Diese Arbeit untersucht das Potential, diese Verunreinigungen als nützliche Legierungselemente zu verwenden. Sechs verschiedene niedrig legierte Ti-Al-Mn-Legierungen wurden mit und ohne Hinzulegieren von Eisen untersucht. Der Einfluss der chemischen Zusammensetzung und der Wärmebehandlungstemperatur auf Gefüge und mechanische Eigenschaften wurden studiert. Die Proben wurden im Alpha+Beta-Gebiet bei 800°C und im reinen Beta-Gebiet bei 1000°C jeweils eine Stunde wärmebehandelt und in Wasser abgeschreckt. Mechanische Eigenschaften wurden mittels Shear-Punch-Tests ermittelt. Zur Gefüge- und Phasencharakterisierung wurden XRD, optische Mikroskopie, REM und TEM genützt. Die Wärmebehandlung im Alpha+Beta-Gebiet führte zu ungerichteten globularen Alpha-Körnern mit Beta-Körnern an Korngrenzen und Triple-Punkten. Fein dispergierte Omega-Phase wurde in Beta-Phasen nachgewiesen. Die Wärmebehandlung im reinen Beta-Gebiet führte zusammen mit der Wasserabschreckung zu hauptsächlich martensitischen Gefügen. Bei 1000°C wärmebehandelte Proben lieferten im Allgemeinen schlechtere Duktilitäts- und Festigkeitswerte. Ti-1.5Mn zeigte die höchste Duktilität und Ti-1.5Al die höchste Festigkeit, beide nach einer Wärmebehandlung bei 800°C. Es zeigte sich, dass Mangan die Duktilität durch Erhöhung des Beta-Phasenanteils steigert. Aluminium steigert die Festigkeit durch Mischkristallhärtung und Verringerung des Beta-Phasenanteils. Das größte Potenzial für eine weiterfolgende Legierungsentwicklung hat Ti-0.75Mn-0.75Al-0.3Fe aufgrund der Kombination von hoher Duktilität und hoher Festigkeit.

Details

Titel in ÜbersetzungMechanische Eigenschaften und Gefüge von niedriglegierten Ti-Al-Mn-Legierungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung27 Jun 2008
StatusVeröffentlicht - 2008