Gerichtet erstarrte Mo‐Zr‐B‐Legierungen

Abstract

Auf der Grundlage der Literatur wurden in dieser Arbeit zwei potenzielle eutektische Legierungen, Mo‐13Zr‐25,9B und Mo‐17,4Zr‐34,8B (in At. %), über das Zonenschmelzverfahren (ZM) hergestellt und analysiert [1, 2]. Rasterelektronenmikroskop‐Untersuchungen des Gefüges zeigten, dass keine dieser Legierungen vollständige eutektische Strukturen ausbildet. Die Legierung Mo‐13Zr‐25,9B weist eine gerichtete Anordnung der Gefügebestandteile entlang der Kristallisationsrichtung auf. Mittels Röntgenbeugungsanalyse wurden in den beiden Legierungen neben der Molybdän‐Mischkristallphase und Zirkoniummonoborid (ZrB) auch weitere Phasen detektiert, wobei die Legierung Mo‐13Zr‐25,9B zusätzlich die Phasen Mo2Zr und Dimolybdänborid (Mo2B) und die Legierung Mo‐17,4Zr‐34,8B die Phase Zirkoniumdiborid (ZrB2) enthielt. Des Weiteren wurden die Mikrohärten der einzelnen Phasen bestimmt. Die Bruchzähigkeiten von beiden Werkstoffen wurden mit dem SEVNB‐Verfahren nach DIN EN ISO 23146 gemessen. Außerdem wurden die Kriechbeständigkeit der Legierungen bei 1100 °C unter Druckbelastung untersucht und mit anderen Molybdänbasiswerkstoffen sowie einer einkristallinen Nickelbasissuperlegierung verglichen.

Temperature Resistance of Mo3Si: Phase Stability, Microhardness, and Creep Properties

“…The SEM images were typically obtained in the backscattered electron (BSE) mode, but the images of cracks were obtained in secondary electrons (SE) mode for morphological representation of the surface. The specimen with composition Mo-15Si was produced from the mixture of elemental high purity powders of Mo and Si by crucible-free zone melting of compacted powders [27,28]. This composition leading to a multi-phase microstructure (Figure 1) was selected to investigate the microhardness of the Mo 3 Si phase in an alloy and to compare it with the microhardness of the above-mentioned single-phase specimens.…”

Enhanced Fracture Toughness and High-Temperature Strength of Directionally Solidified Mo-XC Alloys

“…Superior mechanical properties can be achieved by materials having lamellar microstructures. Preliminary studies by Hasemann et al [19] and Bolbut et al [20] have shown that zone melting process is a cost-effective and time-efficient manufacturing process in order to design directionally solidified molybdenum-based composites.…”

Tailored Oxidation Barrier Coatings for Mo-Hf-B and Mo-Zr-B Alloys

“…Potential examples of such materials are the novel Mo-Hf-B and Mo-Zr-B alloys [6,7]. These alloys showed excellent creep properties; their creep rates are several orders of magnitude lower compared to that of a nickel based single-crystal CMSX-10 alloy [8].…”

“…These alloys showed excellent creep properties; their creep rates are several orders of magnitude lower compared to that of a nickel based single-crystal CMSX-10 alloy [8]. Mo-Hf-B and Mo-Zr-B alloys provide also high microhardness (>1000 HV0.3) and high fracture toughness (up to 17 MPa m 0.5 ) [6,9], and are potential structural materials for ultra-high temperature applications. Nevertheless, the resistance to oxidation media in a wide temperature range is a decisive factor for these alloy’s technical applications.…”