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Kurzfassung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine dichteoptimierte und hochtemperaturbeständige Legierung auf Basis von Molybdän-Silizium-Bor, wobei der Basislegierung das Vanadium zur Reduktion der Dichte zulegiert wird.

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Hintergrund

Das ternäre Molybdän-Silizium-Bor-Legierungssystem insbesondere als Strukturwerkstoff für die Herstellung von Bauteilen, die bei sehr hohen Temperaturen betrieben werden, wie zum Beispiel Turbinenschaufeln und -scheiben in Gasturbinen, für hochbelastete Bauteile in der Luft- und Raumfahrttechnik. Reines Molybdän als Refraktärmetall ist mit einem Schmelzpunkt von 2623 °C prinzipiell für Hochtemperaturanwendungen geeignet. Ein Problem ist jedoch dessen geringe Oxidationsbeständigkeit bereits bei Temperaturen oberhalb von 600 °C. Nachteilig an den derzeitig bekannten ternären Mo-Si-B-Legierungssystemen ist jedoch die hohe Dichte, die typischerweise zwischen 8,5 und 9,5 g/cm3 liegt. Beispielsweise hat die Legierung Mo-9Si-8B eine Dichte von 9,5 g/cm3.

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Lösung

Vorliegend wird eine Molybdänlegierung mit 5 bis 25 At% Silizium, 0,5 bis 25 At% Bor und 10 bis 50 At% Vanadium sowie der Rest Molybdän angeboten, wobei die Molybdänlegierung eine Molybdän-Vanadium-Mischkristallmatrix und darin verteilt mindestens eine Silizidphase aufweist, wobei die mindestens eine Silizidphase ausgewählt ist unter (Mo, V)3Si, (Mo,V)5SiB2 und (Mo,V)5Si3, und die Dichte der Molybdänlegierung weniger als 8 g/cm3 beträgt. Das angebotene Legierungssystem weist somit eine geringere Dichte als bekannte MoSi-B-Legierungssysteme auf, und kann somit vorteilhaft als Strukturwerkstoff für rotierende oder fliegende Anwendungen, insbesondere auch in der Luft- und Raumfahrttechnik, zum Beispiel als Turbinenwerkstoff, eingesetzt werden. Weiter behält das Legierungssystem die Vorteile des ternären Legierungssystems Mo-Si-B insbesondere in Bezug auf die Oxidationsbeständigkeit bei und kann durch weitere Legierungsansätze verbessert werden.

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Vorteile

- Geringe Dichte (2000°C) - Anwendung bei hohenTemperaturen (> 1000°C) - Gute Oxidationsbeständigkeit - Hervorragende Kriechbeständigkeit - Hinreichende Duktil-Spröd-Übergangstemperatur und Bruchzähigkeit

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Anwendungsbereiche

- Luft- und Raumfahrttechnik - Umformtechnik - Gasturbinen - Additive Fertigungsverfahren