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Thermodynamic investigation of oxidation of NiAl-(Cr, Mo) alloys used for manufacturing metal matrix composites by directional solidification

Geramifard, Golnar

Abstract:

In den letzten Jahrzehnten waren intermetallische Werkstoffe auf NiAl-Basis aufgrund von hochtemperaturtechnischen Anwendungen wie Gasturbinen von Interesse. Jedoch zeigt reines NiAl mit B2-Struktur eine schlechte Duktilität und Bruchzähigkeit bei Raumtemperatur, sowie unzureichende Kriechbeständigkeit und Festigkeit bei hohen Temperaturen.
Dieses Verhalten kann durch eine gerichtete Verfestigung durch Metallmatrix-Verbundwerkstoffe der NiAl-Phase, verstärkt mit in situ gebildeten Chrom- und Molybdänfasern, unterdrückt werden.
Dies ist der Grund, weshalb gerichtet erstarrte Metallmatrix-Kompositwerkstoffe auf Basis von NiAl-Legierungen mit eingebetteten Chrom- oder Molybdänfasern, welche im Vergleich zu reinem NiAl verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen, im Fokus der aktuellen Forschung liegen. ... mehr

Abstract (englisch):

In the past few decades NiAl-based intermetallics have been of interest due to their high temperature engineering applications such as gas turbines. However, pure NiAl with B2 structure shows poor ductility and fracture toughness at room temperature along with inadequate creep resistance and strength at high temperatures.
Therefore, directionally solidified metal-matrix composites of NiAl alloy with embedded chromium or molybdenum fibers, which have enhanced mechanical properties compared to pure NiAl are in the focus of recent research.
In order to design the structural components in the frame of integrated computational materials engineering (ICME), it is essential to acquire the knowledge on materials thermodynamics modeling in the quaternary Ni-Al-Cr-Mo system, including all the relevant intermetallic phases and their heterogeneous reactions. ... mehr


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000134322
Veröffentlicht am 28.06.2021
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien – Angewandte Werkstoffphysik (IAM-AWP)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsdatum 28.06.2021
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000134322
HGF-Programm 38.04.01 (POF IV, LK 01) Gas turbines
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang xvi, 254 S.
Art der Arbeit Dissertation
Fakultät Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Institut Institut für Angewandte Materialien – Angewandte Werkstoffphysik (IAM-AWP)
Prüfungsdatum 11.06.2021
Schlagwörter Oxidation, CALPHAD
Referent/Betreuer Seifert, H. J.
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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