Erstarrungstechnologien moderner Werkstoffe Schlussbericht

Divided into four subprojects different aspects of the phase formation during the solidification of peritectics and metal-matrix composites have been investigated. Objective of this work was a better understanding of the microscopic processes and resulting properties. Within the project it could be shown that: - Cu-Mn alloy in the range of the melting point minimum are best suited to investigate morphological transitions and segregation phenomena, thus the comparision of earth- and space samples clearly show the occurance of transient solidification conditions - a new method of polarimetry with high spatial resolution is able to show the dynamic of diffusion processes in transparent systems - the present models of phase selection in peritectic systems fail for high undercoolings, resp. high solidification rates. This has been shown by using binary and ternary TiAl-alloys - the autonous directional solidfication of properitectic dispersions have to be described by a new qualitativ. Couple growth of peritectics can be achieved - the solidification front on a MMC-melt should be affected by distortions of the thermal and solutal fields due to the inert particles. This will be shown in an upcoming AGHF-experiment. In the course of this project four new experiment proposals have been elaborated, two of them meanwhile being in the flight preparation. (orig.)In vier Teilprojekten wurden verschiedene Aspekte der Erstarrung peritektischer Systeme und von Metall-Matrix-Verbundwerkstoffen im Hinblick auf die Gefuegebildung untersucht. Zielsetzung war ein verbessertes Verstaendis der Zusammenhaenge zwischen mikroskopischen Vorgaenge bei der metallischen Erstarrung und makroskopischen Werkstoffeigenschaften. Dabei wurde durch die Ausarbeitung und Vorbereitung neuer Flugexperimente insbesondere die Nutzung der Schwerelosigkeit als experimentelles Untersuchungsmittel genutzt. Im Einzelnen konnte gezeigt werden, dass - an Cu-Mn Legierungen in der Naehe des Schelzpunktminimums Morphologieuebergaenge und Seigerungsphaenomene so genau untersucht werden koennen, dass aus dem Vergleich zwischen Labor- und Flugproben das Auftreten instationaerer Erstarrungsbedingungen nachgewiesen werden kann -sich ortsaufgeloeste Polarimetrie als neue Messverfahren zur Untersuchung der Dynamik von Diffusionsvorgaengen an transparenten Medien hervorragend eignet -die bisherigen Modelle zur der Selektion der properitektischen und peritektischen Phasen in binaeren und ternaeren TiAl-Legierungen nicht geeignet sind zur Beschreibung hoher Unterkuehlungen bzw. Erstarrungsgeschwindigkeiten -die autonom gerichtete Erstarrung eines Peritetiktikums durch ein neues Erstarrungsmodell qualitativ zu beschreiben ist, und dass gekoppeltes peritektisches Wachstum moeglich ist - die fortschreitende Erstarrungsfront einer dispersionshaltigen Legierung durch die Rueckwirkung der Partikel auf das Temperatur- und Konzentrationsfeld in Form und Morphologie gestoert wird. Dieses soll experimentell in einem AGHF-Experiment naeher untersucht werden. Aus diesem Vorhaben enstanden vier Experimentvorschlaege, von denen zwei im Rahmen der Laufzeit in die konkrete Vorbereitung gingen. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F96B294+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany); Deutsche Agentur fuer Raumfahrtangelegenheiten (DARA) GmbH, Bonn (Germany)DEGerman