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Metallurgy, Microstructure and Properties of Intermetallic TiAl Ingots

Metallurgie, Gefüge und Eigenschaften von intermetallischen TiAl Ingots

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BHM Berg- und Hüttenmännische Monatshefte Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Aufgrund der Fortschritte in der Verarbeitung von intermetallischen γ-TiAl-Basislegierungen zu Halbzeugen und fertigen Bauteilen ist die Bereitstellung von schmelzmetallurgisch hergestellten Vormaterialien mit homogener Verteilung der Legierungselemente eine Voraussetzung. Die vorliegende Arbeit beschreibt die industrielle Herstellung von neuartigen γ-TiAl-Basislegierungen mittels Vakuumlichtbogenumschmelzen (Vacuum Arc Remelting, VAR). Diese so genannten TNM-Legierungen, die vollständig über die β-Phase erstarren, zeigen ein feinkörniges Gussgefüge, welches aus lamellaren γ/α2-Kolonien und globularen γ- und β/B2-Körnern besteht. Der Volumenanteil der drei Phasen wird durch den Al-Gehalt und den Gehalt an β-stabilisierenden Elementen, Mo und Nb, bestimmt. Zugversuche bei Raumtemperatur und bis zu 800 °C wurden an spannungsarmgeglühten VAR-Materialien durchgeführt und die Ergebnisse mit dem vorliegenden Gefüge in Beziehung gesetzt.

Summary

As a consequence of the progress in processing of intermetallic γ-TiAl based alloys to semifinished and finished products the availability of industrial scale ingots with a defined homogeneous element distribution is strongly required. This paper describes the processing of novel TiAl alloys by means of vacuum arc remelting (VAR). These alloys, so-called TNM alloys, which solidify completely via the β-phase, exhibit fine grained microstructure consisting of lamellar γ/α2-colonies and globular γ and β/B2-grains. The volumetric ratio between the three phases depends mainly on the Al content and the content of the major β-stabilizing alloying elements Mo and Nb. The tensile properties of stress relieved as-cast VAR materials were determined in the temperature range of room temperature to 800 °C and the obtained results are related to the microstructure of the investigated alloys.

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References

  • Clemens, H.: BHM 153 (2008), 337–341

    Google Scholar 

  • Structural Aluminides for Elevated Temperature Applications (ed. Y-W. Kim, D. Morris, R. Yang, C. Leyens), The Minerals, Metals and Materials Society (TMS), Warrendale, PA, USA (2008)

  • Clemens, H., W. Wallgram, S. Kremmer, A. Otto, V. Güther, and A. Bartels: Adv. Eng. Mater. 10 (2008), 707–713

    Article  Google Scholar 

  • Chladil, H. F., H. Clemens, A. Otto, V. Güther, S. Kremmer, R. Gerling und A. Bartels: BHM 151 (2006), 356–361

    Google Scholar 

  • Imayev, R. M., V. M. Imayev, M. Oehring, and F. Appel: Intermetallics 15 (2007), 451–460

    Article  Google Scholar 

  • Tetsui, T., K. Shindo, S. Kobayashi, and M. Takeyama: Scripta Materialia 47 (2002), 399–403

    Article  Google Scholar 

  • Küstner, V., M. Oehring, A. Chatterjee, V. Güther, H.-G. Brokmeier, and H. Clemens: in: Gamma Titanium Aluminides 2003, (ed.: Y-W. Kim, H. Clemens, A. H. Rosenberger), TMS, Warrendale, PA, USA (2003), 89–96

    Google Scholar 

  • Chladil, H. F., H. Clemens, G. A. Zickler, M. Takeyama, E. Kozeschnik, A. Bartels, T. Bulaps, R. Gerling, S. Kremmer, L. Yeoh, and K.-D. Liss: Int. J. Mat. Res. (formerly Z. Metallkunde) 98 (2007), 1131–1137

    Google Scholar 

  • Liss, K.-D., A. Bartels, H. Clemens, S. Bystrzanowski, A. Stark, T. Buslaps, F.-P. Schimansky, R. Gerling, C. Scheu, and A. Schreyer: Acta Materialia 54 (2006), 3721–3735

    Article  Google Scholar 

  • Yeoh, L., K.-D. Liss, A. Bartels, H. F. Chladil, M. Avdeev, H. Clemens, R. Gerling, and T. Buslaps: Scripta Materialia 57 (2007), 1145–1148

    Article  Google Scholar 

  • Clemens H., H. F. Chladil, W. Wallgram, G. A. Zickler, R. Gerling, K.-D. Liss, S. Kremmer, V. Güther, and W. Smarsly: Intermetallics 16 (2008), 827–833

    Article  Google Scholar 

  • Appel, F., and M. Oehring, in: Titanium and Titanium Alloys (ed. C. Leyens, M. Peters), Wiley-VCH, Weinheim, Germany (2003), 89–152

    Google Scholar 

  • Kremmer, S., H. F. Chladil, H. Clemens, A. Otto, and V. Güther, in: Ti-2007 Science and Technology, Vol. 2 (ed. M. Niinomi, S. Akiyama, M. Hagiwari, M. Ikeda, K. Maruyama), The Japan Institute of Technology, Japan (2008), 989–992

    Google Scholar 

  • Kestler, H., and H. Clemens, in: Titanium and Titanium Alloys (ed. C. Leyens, M. Peters), Wiley-VCH, Weinheim, Germany (2003), 351–392

    Google Scholar 

  • Güther, V., A. Otto, H. Kestler, and H. Clemens: in: Gamma Titanium Aluminides 1999, (ed.: Y-W. Kim, D. M. Dimiduk, M. H. Loretto), TMS, Warrendale, PA, USA (1999), 225–230

    Google Scholar 

  • V. Güther, A. Chatterjee, and H. Kettner: in: Gamma Titanium Aluminides 2003, (ed.: Y-W. Kim, H. Clemens, A. H. Rosenberger), TMS, Warrendale, PA, USA (2003), 241–247

    Google Scholar 

  • Güther, V., A. Otto, J. Klose, C. Rothe, H. Clemens, W. Kachler, S. Winter, and S. Kremmer: in: Structural Aluminides for Elevated Temperature Applications (ed. Y-W. Kim, D. Morris, R. Yang, C. Leyens), TMS, Warrendale, PA, USA (2008), 249–256

    Google Scholar 

  • Saunders, N.: in: Gamma Titanium Aluminides 1999, (ed.: Y-W. Kim, D. M. Dimiduk, M. H. Loretto), TMS, Warrendale, PA, USA (1999), 183–194

    Google Scholar 

  • Clemens, H., B. Boeck, W. Wallgram, T. Schmoelzer, L. M. Droessler, G. A. Zickler, H. Leitner, and A. Otto: Mater. Res. Symp. Proc. Vol. 1128 (2009), 1128-U03–06

    Google Scholar 

  • Chen, G.L., W.J. Zhang, Z.C. Liu, S.J. Li, and Y.-W. Kim: in: Gamma Titanium Aluminides 1999, (ed.: Y-W. Kim, D. M. Dimiduk, M. H. Loretto), TMS, Warrendale, PA, USA (1999), 371–380

    Google Scholar 

  • Clemens, H., H. Kestler, N. Eberhardt, and W. Knabl: in: Gamma Titanium Aluminides 1999, (ed.: Y-W. Kim, D. M. Dimiduk, M. H. Loretto), TMS, Warrendale, PA, USA (1999), 209–223

    Google Scholar 

  • Appel, F., U. Lorenz, J.D. H. Paul, and M. Oehring: in: Gamma Titanium Aluminides 1999, (ed.: Y-W. Kim, D. M. Dimiduk, M. H. Loretto), TMS, Warrendale, PA, USA (1999), 381–388

    Google Scholar 

  • Morris, M. A., and Y. G. Li.: in: Gamma Titanium Aluminides, (ed.: Y-W. Kim,R. Wagner, M. Yamaguchi), TMS, Warrendale, PA, USA (1995), 353–360

    Google Scholar 

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Güther, V., Rothe, C., Winter, S. et al. Metallurgy, Microstructure and Properties of Intermetallic TiAl Ingots. Berg Huettenmaenn Monatsh 155, 325–329 (2010). https://doi.org/10.1007/s00501-010-0580-9

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