5 Werkstofftechnik
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This contribution contains the raw data used to compare experimental results with thermodynamic calculations using the CALPHAD method, which is related to the research article “The AlMo0.5NbTa0.5TiZr refractory high entropy superalloy: experimental findings and comparison with calculations using the CALPHAD method” [1] , and therefore this article can be used as a basis for interpreting the data contained therein. The AlMo0.5NbTa0.5TiZr refractory superalloy was characterized in the cast and annealed condition (1400 °C for 24 h) in order to measure grain size and to identify and measure the size and area fraction of the phases present. The raw data of this article include X-ray diffraction (XRD) measurements, microstructural characterization by scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM), and elemental analysis by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). XRD includes the determination of phases and the lattice parameters (A2, B2, and hexagonal structure). Microstructural analysis by scanning and transmission electron microscopy includes (1) identification of composition, size, and volume fraction of the present phases and (2) determination of grain size. Based on these experimental data, it is possible to identify similarities and discrepancies with the data calculated using the CALPHAD method for the alloy under study in Ref. [1] , which provides the basis for better and more efficient development of reliable databases.
Mit Hilfe des HIP-Verfahrens („Hot Isostatic Pressing“) werden Poren in der einkristallinen Nickel-Basis Superlegierung CMSX-4 kontinuierlich geschrumpft und dadurch die nach der Erstarrung und der Wärmebehandlung vorhandene Porosität stark reduziert. In diesem Beitrag werden experimentelle und numerische Untersuchungen zu den Mechanismen der Porenschrumpfung zusammengefasst. Es zeigt sich, dass das Verformungsverhalten während Kriechversuchen bei der HIP-Temperatur durch Versetzungsgleitung auf oktaedrischen Ebenen dominiert wird.
Dagegen zeigen Messungen der Porositätsabnahme und Simulationen des Porenschließens, dass die Kinetik der Porenschrumpfung durch das Phänomen der Leerstellendiffusion zwischen Poren und Kleinwinkelkorngrenzen („Low Angle Boundary“, LAB) bestimmt wird. Im Gegensatz führt die klassische Kristallviskoplastizität zu einer systematischen Überschätzung dieser Kinetik. Der scheinbare Widerspruch lässt sich auflösen, wenn man bedenkt, dass auf der Skala der Poren Versetzungsquellen nicht gleichmäßig verteilt sind, wie in der konventionellen Kristallplastizität implizit angenommen wird. Stattdessen wird in einem weiterführenden Modell davon ausgegangen, das Kleinwinkelkorngrenzen (LABs) als Versetzungsquellen fungieren, während die Scherspannungen sehr stark in der Nähe der Poren lokalisiert sind, was die Emission von Versetzungen deutlich reduziert.