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Oliver Martin Horst

• In der vorliegenden Arbeit werden eine kommerzielle einkristalline Nickelbasis-Superlegierung (SX) vom Typ CMSX-4 mit 1 At. % Re und eine neu entwickelte Re-freie SX chemisch, thermisch sowie mikrostrukturell charakterisiert und mit Ergebnissen aus thermodynamischen Berechnungen verglichen. Von ausgewählten Materialzuständen werden Kriechversuche bei 1323 K und 160 MPa in [001]-Richtung durchgeführt. Um den isolierten Einfluss einzelner Legierungselemente auf die Kriecheigenschaften zu erörtern, werden zusätzlich zwei Re-freie Varianten mit geringerem Mo- oder W-Anteil untersucht. Es stellt sich heraus, dass die \(\gamma\)/\(\gamma\)'-Mikrostruktur im Ausgangszustand einen signifikanten Einfluss auf die Kriechfestigkeiten hat. Aus diesem Grund wird ein neuer experimenteller Ansatz zur Charakterisierung unterschiedlicher SX vorgestellt, der durch die Einstellung ähnlicher Mikrostrukturen einen angemessenen Vergleich der Kriecheigenschaften und eine gezielte Erörterung des Legierungseinflusses ermöglicht.
• In the present work, a commercial single-crystal Ni-base superalloy (SX) of type CMSX-4 with 1 at. % Re and a newly developed Re-free SX are characterized chemically, thermally as well as microstructurally. The results are compared with thermodynamic calculations. Furthermore, high temperature creep tests of selected material states are performed at 1323 K and 160 MPa in the [001] tensile direction. In order to discuss the isolated influence of individual alloying elements on the creep properties, two Re-free variants with lower Mo or W content are additionally investigated. It turns out that the \(\gamma\)/\(\gamma\)'-microstructure in the initial state has a significant influence on the creep strength. For this reason, a new experimental approach is presented to characterize SXs with different chemical compositions, which allows an appropriate comparison of the creep properties and a specific investigation of the alloying influence by setting similar microstructures.