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Superlegierung

Als Superlegierungen werden Werkstoffe komplexer Zusammensetzung (Eisen, Nickel, Platin, Chrom oder Cobalt-Basis mit Zusätzen der Elemente Co, Ni, Fe, Cr, Mo, W, Re, Ru, Ta, Nb, Al, Ti, Mn, Zr, C und B) für Hochtemperaturanwendungen bezeichnet. Sie sind zumeist zunder- und hochwarmfest. Ihre Herstellung kann sowohl schmelzmetallurgisch, als auch pulvermetallurgisch erfolgen.

Der Name Superlegierung deutet auf einen Werkstoff hin, dessen Einsatztemperaturen höher liegen als die herkömmlicher Stähle, wegen erhöhter Festigkeit in diesem Temperaturbereich. Polykristalline Superlegierungen erreichen Einsatztemperaturen von ungefähr 80% des Schmelzpunktes, einkristalline Legierungen ungefähr 90% des Schmelzpunktes. Die Temperaturfestigkeit wird erreicht durch eine Mischung aus inkohärenter Dispersionshärtung, kohärenter Aushärtung und Mischkristallverfestigung.

Übliche Markennamen sind z. B.: Stellite®, Tribaloy®, Hastelloy®, Incoloy®, Inconel®, NIMONIC®, R88DT®...

Inhaltsverzeichnis

Anwendung

Superlegierungen finden Anwendung im Motoren-, Turbinen- und Triebwerksbau, in der Energietechnik sowie in Luft- und Raumfahrt.

In Gasturbinen werden polykristalline (Scheiben), gerichtet erstarrte und einkristalline (Schaufeln) Bauteile verwendet. Ziel der Legierungsentwicklung sind dabei möglichst hohe ertragene Turbineneintrittstemperaturen und in zweiter Linie ein geringes Gewicht, um den Wirkungsgrad zu steigern.

Beispiel: Inconel 718

Werkstoffnummer: 2.4668, Kurzname: NiCr19NbMo, Dichte: 8,19 g/cm³.

Chemische Zusammensetzung: 0,04% C - 19% Cr - 3,0% Mo - 52,5% Ni - 0,9% Al - ≤0,1% Cu - 5,1% Nb - 0,9% Ti - 19% Fe.

Diese mit Ni3[Nb,V]-Ausscheidungen verstärkte Superlegierung macht noch heute 60-70 % des Volumens aller Nickelbasislegierungen aus.

Siehe auch

Literatur