Experimentelle Untersuchung von raschen Festkörperphasenumwandlungen in Cu-Zn-Al Legierungen

Gefüge in Legierungen sind maßgeblich verantwortlich für die Eigenschaften des Werkstoffs. Form und Ausprägung von Gefügen, werden durch die Phasenumwandlungen bestimmt. Für eine gezielte Verbesserung von Werkstoffen ist deshalb ein tiefes Verständnis von Phasenumwandlungen notwendig. In vielen Legierungssystemen, wie Fe-C, sind Wärmebehandlungen und damit einhergehende Festkörperphasenumwandlungen bereits intensiv untersucht worden. Vor allem die Phasenumwandlungen, welche vom thermodynamischen Gleichgewicht abweichen, sind vielversprechend, um Eigenschaften eines Werkstoffs im Vergleich zur grundlegenden Legierung zu verändern. In manchen binären Legierungssystemen, wie Cu-Zn, ist dies jedoch nur sehr eingeschränkt möglich und deswegen wenig erforscht. Wenn jedoch ein drittes Element, wie Al, hinzugefügt, ergeben sich neue Möglichkeiten der Werkstoffoptimierung wie das Aushärten oder die Nutzung des Formgedächtniseffekts. Für Cu-Zn-Al Legierungen, vor allem mit geringen Al Anteilen sind der Mechanismus und die Konkurrenz der verschiedenen auftretenden Phasenumwandlungen beim raschen Abkühlen noch unzureichend bekannt. Es werden in der vorliegenden Arbeit experimentelle Methoden zur Untersuchung von raschen Festkörperumwandlungen während Abschreck- und Aufheizversuchen entwickelt. Für die Abschreckversuche werden Proben mit makroskopischen Konzentrationsgradienten genutzt, welche einen großen Zusammensetzungsbereich im ternären Cu-Zn-Al System abdecken. Nach den Abschreckversuchen findet die Untersuchung der Gefüge mit verschiedenen licht- und elektronenmikroskopischen Methodiken statt. Mit dieser Herangehensweise können martensitische und massive Gefüge in Cu-Zn-Al Legierungen mit Konzentrationsgradienten beschrieben werden. Außerdem erlaubt diese Methodik erstmals die direkte Konkurrenz von Phasenumwandlungen anhand der Gefüge zu beobachten und zu charakterisieren, sowie Konzentrationsbereiche der Phasenumwandlungen zu definieren.