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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

High Entropy Legierungen im Vergleich zu kommerziellen Legierungen: Können High Entropy Legierungen etwas was kommerzielle Legierungen nicht können?

Freitag (20.09.2019)
10:00 - 10:30 Uhr Masing Saal
Bestandteil von:


Betrachtet werden die Korrosionsbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften von kfz. Legierungen mit niedriger Stapelfehlerenergie.


Die Korrosionsbeständigkeit wird anhand der PRE Formel PRE = Cr + 3.3(Mo + 1/2W) + 16N (Gew.%) bewertet.


Die Hersteller der kommerziellen Legierungen müssen sich danach richten, was die Abnehmer haben möchten und müssen deren Spezifikationen erfüllen

und das zu möglichst niedrigen Kosten. Letzeres heißt: geringe Rohstoffkosten (nach Möglichkeit keine teuren Elemente wie Co oder NI, robuste Fertigungsbedingungen).

Die meisten Anwendungen sind "spring type" , d.h., die Belastung erfolgt reversibel im elastischen Bereich, Dies bedeutet primär hohe Festigkeit und die

Duktilität ist von sekundärer Bedeutung. Gefordert wird Rp0.2 > 2000 MPa und das erreicht man nur mit Kaltverformung.

Die High Entropy Community ist an keine Vorgaben gebunden und kann selbst die Spezifikation festlegen .Die Marschrichtung hat Ritchie vorgegeben

(R.O.Ritchie: The conflicts bteween strength and and toughness: nature materials 10(2011)817). Stringente Mindestanforderungen sind jedoch nicht vereinbart.

Anhaltspunkt: Rp02 ~ 1000 MPa, Dehnung ~ 30%. Um diesen "Konflikt" zu lösen. benutzt die High Entropy Community nicht Kaltverformung, sondern komplexere

Verfahren, (partial recrystallization,nanoprecipitation). . Diese sind jedoch in den meisten Fällen inkompatibel für eine industrielle Fertigung. Sie kann man

anwenden bei kleinen Mengen (<1kg) , aber nicht bei den üblichen Fertigungslosen der Industrie (> 500 kg). Die von der High Entropy Community benutzen Methoden

lassen sich daher nicht in eine industrielle Fertigung übertragen.


Die Überlegenheit der kommerziellen Legierungen wird an 2 Beispielen demonstriert:


- Al0.25 CoCrNiFe (Mater Sci Eng A 707(2017)

"Strengthening in Al0.25CoCrNiFe high entropy alloys by cold rolling" vs. commercial alloy 40Co-20Cr-15Ni-15Fe-7Mo.

wobei die Überlegenheit insbesondere durch Nutzung des "Suzuki hardening" bewirkt wird.


- Al0.1 CoCrFeNi (Acta Mater 165(2019) 444:

"Enhancement of strength-ductility trade-off in a high entropy alloy through a heterogeneous structure" vs commercial alloy 40Co-20Cr-15Ni-15Fe-7 Mo.




 

Sprecher/Referent: