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Thermodynamic and microstructural stabilities at high temperatures and their effects on mechanical properties in an AlMo0.5NbTa0.5TiZr refractory high entropy superalloy

  • Today’s industrial demands challenge the research and development sector to make advances in the design and properties of materials that can withstand harsh environments. The AlMo0.5NbTa0.5TiZr refractory high-entropy superalloy (RSA), with a remarkable morphological similarity to the γ/γ' microstructure of Ni-based superalloys and promising high-temperature compressive properties, has been considered as a candidate for structural applications. However, additional properties need to be investigated in order to assess the suitability of this alloy for high temperature applications. Therefore, this work investigates the thermodynamic and microstructural stabilities of the RSA at room temperature and between 900 and 1100 °C, and their influence on the mechanical properties. Although it is possible to improve the mechanical properties at 20 °C by tuning the cooling rate, long-term high temperature exposures lead to phase instabilities that negatively influence the creep behavior.
  • Die heutigen industriellen Anforderungen erfordern Fortschritte bei Werkstoffdesign und -entwicklung, insbesondere für raue Umgebungen. Die hochentropische Refraktärsuperlegierung (RSA) AlMo0.5NbTa0.5TiZr, die eine bemerkenswerte morphologische Ähnlichkeit mit der γ/γ'-Mikrostruktur von Ni-Basis-Superlegierungen und vielversprechende Hochtemperatur-Druckeigenschaften aufweist, wurde als Kandidat für strukturelle Anwendungen erwägt. Weitere Eigenschaften müssen untersucht werden, um die Eignung dieser Legierung für Hochtemperaturanwendungen zu beurteilen. In dieser Arbeit werden die thermodynamischen und mikrostrukturellen Stabilitäten von RSA bei Raumtemperatur und zwischen 900 und 1100°C sowie deren Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften untersucht. Obwohl es möglich ist, die mechanischen Eigenschaften bei 20 °C durch Abstimmung der Abkühlrate zu verbessern, führen langfristige Hochtemperaturexpositionen zu Phaseninstabilitäten, die das Kriechverhalten negativ beeinflussen.

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Metadaten
Autor*innen:Patricia Suarez OcanoORCiD
Dokumenttyp:Dissertation
Veröffentlichungsform:Graue Literatur
Sprache:Englisch
Jahr der Erstveröffentlichung:2024
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.1 Mikrostruktur Design und Degradation
Herausgeber (Institution):Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Titel verleihende Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschinenbau
Gutachter*innen:Guillaume Laplanche, Gunther Eggeler
Datum der Abschlussprüfung:27.11.2023
Verlagsort:Bochum
Erste Seite:1
Letzte Seite:170
Freie Schlagwörter:Gefüge (Werkstoffkunde); Hochentropielegierung; Kriechen; Mikrostruktur; Thermodynamische Stabilität
Creep; High entropy alloys; Microstructure; Thermodynamic stability
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Materialdesign
DOI:10.13154/294-10841
URN:urn:nbn:de:hbz:294-108415
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:13.05.2024
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:BAM Dissertationen ohne Nummerierung
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