Entwicklung und Charakterisierung von ausscheidungshärtenden Legierungen im System Cu-Ni-Al

In einem Forschungsvorhaben zur Entwicklung von hochfesten Kupferlegierungen mit hoher elektrischer Leitfähigkeit wurde das Legierungssystem Cu-Ni-Al umfangreich untersucht. Als vierte Legierungselemente wurden Co, Cr, Fe und Mn, Sn, Ti systematisch untersucht. In diesem Artikel wird auf das System Cu-Ni-Al-Fe näher eingegangen. Mit Hilfe der vorgestellten experimentellen Methoden können sehr viele Legierungszusammensetzungen mit Eigenschaften in Abhängigkeit von der Wärmebehandlung korreliert werden. Automatisierte Berechnungen der Gleichgewichts-Thermodynamik liefern Aussagen über die konzentrationsabhängige Phasenbildung. Fokus der Berechnungen war die härtende Phase Ni3Al, die sich in der Kupfer-Mischkristallmatrix ausscheidet. Durch die Kombination beider Methoden ergibt sich ein Verständnis des Legierungssystems bezüglich Phasenbildung und Aushärtungsverhalten. Nach den High-Throughput-Analysen wurden ausgewählte Ziellegierungen genauer mikroskopisch untersucht. Um die fein verteilten Ni3Al-Ausscheidungen darstellen zu können,wurden diese Analysen im Transmissions-elektronenmikroskop (TEM) durchgeführt.