Experimentelle Evaluation der Bulk-Fluoridierung von Titanaluminiden mittels Elektroschlackeumschmelzen

Durch ihre herausragenden mechanischen Eigenschaften weisen Titanaluminide großes Potenzial für den Einsatz als innovative Hochtemperaturleichtbauwerkstoffe auf. Aufgrund ihrer verminderten Oxidationsbeständigkeit ab 600 °C sind sie allerdings in ihren Einsatzgebieten begrenzt. Die industrielle Verwendung beschränkt sich auf kostenintensive Oberflächenbeschichtungen oder Nutzung des Halogen Effekts durch Einbringen von Fluor in die Bauteiloberfläche. Die Literatur zeigt, dass beim Elektroschlackeumschmelzen von Reintitan unter einer technisch reinen CaF2-Schlacke eine Fluoraufnahme von etwa 60 ppm im Metall stattfindet. Sollte dieses Phänomen auf die Gruppe der Titanaluminide übertragbar sein, wäre bei ausreichender Fluoraufnahme eine direkte Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit durch Nutzung des Halogen Effekts ohne kostenintensive Oberflächenbehandlungen möglich. Am Beispiel der Modelllegierung Ti-45Al wurde in der vorliegenden Dissertation systematisch die Möglichkeit des Mikrolegierens von Fluor in Titanaluminiden mittels Elektroschlackeumschmelzen untersucht. Dazu wurde experimentell der Einfluss des verwendeten Schlackensystems als auch verschiedener Umschmelzparameter wie die Umschmelzleistung respektive die Schmelzrate sowie der Systemdruck betrachtet. Neben dem erreichten Fluorgehalt dienten als Beurteilungskriterium das Aufkommen und die Größe nichtmetallischer Einschlüsse.