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WO2001088214A1 - Bauteil auf basis von gamma-tial-legierungen mit bereichen mit gradiertem gefüge - Google Patents

Bauteil auf basis von gamma-tial-legierungen mit bereichen mit gradiertem gefüge Download PDF

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Publication number
WO2001088214A1
WO2001088214A1 PCT/EP2001/005621 EP0105621W WO0188214A1 WO 2001088214 A1 WO2001088214 A1 WO 2001088214A1 EP 0105621 W EP0105621 W EP 0105621W WO 0188214 A1 WO0188214 A1 WO 0188214A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tial
lamellar
area
melt
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2001/005621
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker GÜTHER
Andreas Otto
Helmut Clemens
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GfE Metalle und Materialien GmbH
Original Assignee
GfE Metalle und Materialien GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GfE Metalle und Materialien GmbH filed Critical GfE Metalle und Materialien GmbH
Priority to DE50113507T priority Critical patent/DE50113507D1/de
Priority to JP2001584596A priority patent/JP2003533594A/ja
Priority to AU2001262295A priority patent/AU2001262295A1/en
Priority to US10/276,404 priority patent/US20040045644A1/en
Priority to EP01936369A priority patent/EP1287173B1/de
Publication of WO2001088214A1 publication Critical patent/WO2001088214A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/20—Oxide or non-oxide ceramics
    • F05D2300/22—Non-oxide ceramics
    • F05D2300/228—Nitrides
    • F05D2300/2284—Nitrides of titanium

Definitions

  • the invention relates to components based on intermetallic ⁇ -TiAl alloys with a graded microstructure transition between spatially separated areas, each with a different microstructure, and a method for their production.
  • Intermetallic ⁇ -TiAl alloys have received great attention in recent years due to their combination of unique material properties. Their advantageous mechanical and thermophysical properties with low specific weight recommend their use in the aerospace industry. The high temperature and corrosion resistance makes the material interesting for fast moving components in machines, e.g. for valves in internal combustion engines or for blades in gas turbines.
  • the technical alloys currently used, based on ⁇ -TiAl have a multi-phase structure and, in addition to the ordered tetragonal ⁇ -TiAl, contain the ordered hexagonal ⁇ 2 -Ti 3 Al as the main phase, typically with 5-15% by volume.
  • Refractory metals as alloying elements can lead to the formation of a metastable, cubic, body-centered phase, which occurs either as the ⁇ phase (unordered) or as the B2 phase (ordered). These alloy additives improve oxidation resistance and creep resistance. Si, B and C are used in small quantities to fine-tune the cast structure.
  • TiAl alloys are usually produced by multiple melting in a vacuum arc furnace as ingots (VAR - Vacuum Are Remelting). Alternatively, the production of alloys based on ⁇ -TiAl by means of permanent mold casting from a cold-wall induction or plasma furnace or by means of
  • the range of structural mechanical properties of a ⁇ -TiAl alloy is known to be significantly expanded over that of cast structures by means of massive forming at temperatures in the range between 900 ° C and 1400 ° C. Massive forming creates a dynamically recrystallized fine-grained structure.
  • the 4 basic structure types near- ⁇ structure (globular ⁇ grains with ⁇ 2 phase at grain boundaries and triple points), duplex Structure (globular ⁇ grains and lamellar ⁇ 2 / ⁇ at approximately equal proportions), nearly lamellar structures (grains made from oi 2 / ⁇ lamella and isolated globular ⁇ grains) and fully lamellar structures (grains made from c 2 / ⁇ - Slats) (see Fig. 2).
  • Fine-grained near- ⁇ and duplex structures have good room temperature ductility, high elongation at break and high tensile strength and thus high fatigue strength, but at the same time low creep resistance and low fracture toughness.
  • structures with comparatively coarser grains and with a pronounced lamellar structure show a significantly better creep resistance and a higher fracture toughness, but on the other hand also a lower fatigue strength and elongation at break.
  • ⁇ -base TiAl alloys solidified from the melt are generally used.
  • the aftertreatments consist either in special heat treatment cycles (see D. Zhang, P. Kobold, V. Güther and H. Clemens: Influence of Heat Treatments on Colony Size and Lamellar Spacing in a Ti-46A1- 2Cr-2Mo- 0.25Si-0.3B Alloy, Zeitschrift für Metallischen, 91 (2000) 3, see page 205) or in various forming steps.
  • DE-C-43 18 424 C2 describes a process for the production of moldings from ⁇ -TiAl alloys, for example also in the form of valves and valve disks for engines.
  • a cast blank is first deformed in the temperature range from 1050 ° C to 1300 ° C under quasi-isothermal conditions with a high degree of deformation, the part is then cooled and finally at
  • Components are often required, and this includes, for example, valves for internal combustion engines and rotor blades for gas turbines, for which different, in some cases very different, material properties are required in individual component areas, in particular also with regard to their thermomechanical properties. So far, this has generally been met by assembling a component from areas of different materials, eg by means of non-positive and / or material joining. Valves for internal combustion engines are today made, for example, from different types of steel for the 1 stem and for the plate area, the parts being connected to one another by friction welding.
  • poppet valves for internal combustion engines made of ⁇ -based TiAl alloys consist of a one-piece, e.g. a melted blank or manufactured by hot isostatic pressing of alloy powders.
  • the raw part is uniformly brought to thermomechanical material properties by means of a first forming process which correspond to the later requirements for the plate area of the valve.
  • a second forming process by means of extrusion and simultaneous shaping to the desired component mass, the semi-finished product, which has already been formed, is shaped further into the shaft in an appropriately equipped extrusion mold and in application of process parameters adapted to the material requirements.
  • the thermomechanical material properties required for a valve stem are formed in this section.
  • the extrusion process for the part is "broken off" in a press mold with a conical transition between the inlet and outlet areas at the point in time that a finished valve with twice formed, slim
  • Shank area with a once formed, thick plate area and with a conical transition zone is created.
  • the structure, in particular grain shape and size, between the plate and shaft area change in a graded manner, which is determined by the forming parameters of the two forming steps.
  • This method also comprises several forming steps and is therefore complex and expensive.
  • the object of the present invention is for components made of alloys based on ⁇ -TiAl, which in the final state have local areas with different thermomechanical requirement profiles and should have a transition zone with regard to the material properties, one versus the other State of the art to create a more economical manufacturing process and a comparatively inexpensive component produced by this process.
  • the aim here is to utilize the entire possible range of structure-determined property profiles by setting different basic structures in one component.
  • structures that are as well adapted to the requirements as possible are to be generated and thermomechanical properties are to be generated that are qualitatively superior or at least not inferior to those of components obtained by known processes with multi-stage forming, the components being inferior but should be cheaper to manufacture.
  • a one-piece component made of an intermetallic alloy based on ⁇ -TiAl with a graded microstructure transition between spatially adjacent areas of different microstructures, which has at least in one area a lamellar structure consisting of c 2 / ⁇ -lamellas and has a near- ⁇ structure, duplex structure or fine lamellar structure in at least one further area, a transition zone with a graded structure being present between these areas, in which the lamellar cast structure gradually merges into the other structure mentioned.
  • the lamellar casting structure consisting of cü 2 / ⁇ -lamellae was preferably produced by directional solidification of a molten alloy.
  • the near- ⁇ structure, duplex structure or fine-lamellar structure has preferably been produced in the at least one further area by solid forming and, if appropriate, by post-treatment from the cast structure.
  • the object is further achieved by a method for producing components of this type, a suitable TiAl melt being produced in a customary manner in a first step, and the TiAl melt in a second step using solidification is converted into a semi-finished product which has a lamellar cast structure consisting of ⁇ 2 / ⁇ -TiAl lamellae, and - in a third step in a partial area or in partial areas of the semi-finished product, the lamellar, made of cü 2 / ⁇ - Existing cast aluminum TiAl lamellas are transformed into a near- ⁇ -structure, duplex structure or fine-lamellar structure by massive forming in a temperature range from 900 ° C to 1400 ° C.
  • a pore-free, cylindrical semifinished product is produced from the TiAl melt by means of continuous casting, which is then massively deformed by extruding a rod area.
  • the TiAl melt becomes a cylindrical one by means of centrifugal casting
  • areas of high tensile strength, ductility and fatigue strength with areas of high fracture toughness and high creep resistance can be realized in one and the same component.
  • Components produced according to the invention consist in the fact that the selection of the manufacturing steps in comparison to the prior art enables considerable savings in manufacturing costs to be achieved.
  • the economic advantage results from the technical knowledge that multiple reshaping of the semi-finished product with a cast structure can be dispensed with in such components.
  • phase diagram TiAl shows an excerpt from the phase diagram TiAl, the oblique line between a and ⁇ + ⁇ being the ⁇ -transus, which strongly depends on the Al content. and a heat treatment of a material dynamically recrystallized by forming leads to a fully lamellar structure above the transus, and to a nearly lamellar, duplex or globular near- ⁇ structure depending on the temperature,
  • Fig. 3 shows the scheme of melting homogeneous semi-finished TiAl according to A. L. Dowson et al. , Microstructure and Chemical Homogeneity of Plasma - Are Cold-Hearth
  • FIG. 4 shows a metallographic micrograph of the plate area of a valve produced according to the invention, the picture in the plate showing the coarse-grained lamellar cast structure made of o! 2 / ⁇ -lamella shows and it can be seen that this structure in the conical part of the
  • Fig. 5 is a light micrograph of the lamellar
  • Fig. 6 is a light micrograph of the globular deformed structure in the shaft area in higher
  • the special casting method according to the invention described in more detail below allows even unforeseen advantageous material properties with a comparatively large and thus individually tailored to the respective material requirements variation range of property combinations.
  • it can be made from a semi-finished product to achieve a dynamically recrystallized structure with thermomechanical properties that deviate greatly from the properties of the cast semifinished product.
  • the properties of the dynamically crystallized structure can also be varied by adapting the process parameters.
  • intermetallic ⁇ -TiAl alloy encompasses a wide range of individual alloys.
  • An essential alloy range is due to the molecular formula
  • This group of materials also includes orthorhombic titanium aluminide base alloys, for example with a typical alloy composition T1-25A1-20 Nb (atomic%). Their comparatively higher specific weight makes this group less interesting for those applications in which components are exposed to fast and oscillating movements, as is the case with valves in internal combustion engines, for example.
  • the structures which can be set according to the invention from the phases and basic structures described at the outset result as a result of the method steps according to the invention, according to which corresponding components are produced.
  • a property profile can be set to a large extent, as is required for the finished component in the component area not further formed, e.g. the profile of the plate part in a valve for internal combustion engines.
  • the semifinished product in the form of the cast blank is then subjected to massive shaping in the temperature range between 900 ° C. and 1400 ° C. by extrusion or by means of an equivalent shaping process and is brought into a shape which is matched to the dimensions of the end product.
  • the rods are extruded only over part of their total length in an extrusion die of profile dimensions that at least approximately correspond to the final dimensions of the component in the formed area, for example dimensions of a valve for internal combustion engines with a conical transition between the stem and plate area, ie the extrusion mold has a tapered cross-section between the inlet area and the outlet area.
  • the semifinished product is increasingly deformed in the conically tapering die area and thus continuously transferred from the structural state of the cast structure to the recrystallized structural state achieved by extrusion.
  • the experience already available makes it possible for the person skilled in the art to change certain thermomechanical properties of the material in a targeted manner using appropriate forming parameters within material-related limits and to optimize them to meet special requirements.
  • Preferred components according to the invention are valves for internal combustion engines. This applies in particular to emerging future applications. While one so far
  • Valves are stressed in the stem area at rather moderate temperatures by strong alternating loads (fatigue).
  • the demands on the material in terms of strength and ductility are correspondingly high.
  • these components of intermetallic ⁇ -TiAl alloys according to the invention achieve these locally different thermomechanical properties in an outstanding manner.
  • Additional, particularly suitable components are blades of gas turbines, which require different thermomechanical properties at the base of the blade than in the peripheral area of the blade.
  • the invention is described in detail using the following example for valves for internal combustion engines.
  • a TiAl starting alloy with the composition Ti-46Al-8.5Nb- (1-3) (Ta, Si, B, C, Y) (data in atomic%) is melt-metallurgically converted into a rod material with a diameter of 40 mm manufactured, which corresponds approximately to the diameter of a valve plate.
  • the alloy is produced by mixing titanium sponge, Al granules and a multi-component master alloy AINbTaSiBYC, in which the atomic ratios between the alloy elements Nb, Ta, Si, B, C and Y correspond to those in the final TiAl alloy.
  • a stable rod is pressed from the material mixture, which is used as a melting electrode in a vacuum arc furnace and remelted into a primary ingot.
  • the primary ingot has an inhomogeneous alloy composition and is therefore melted and homogenized again in a plasma furnace (cold hearth) in a skull made of the same material, which is in a water-cooled copper crucible.
  • the melt flows through a channel heated by a plasma torch into a strand extraction device, at the upper end of which a third homogenization takes place in the molten phase by means of a cold wall induction crucible.
  • the molten TiAl alloy is pulled down as a block or rod, whereby the material solidifies in a non-porous manner.
  • the process is shown schematically in Fig. 3 and is by A.L. Dowson et al.
  • the coil is dimensioned such that the energy is sufficient for the complete melting of the alloy located in the coil.
  • the semi-finished product obtained in this way has a lamellar cast structure with colony sizes of the lamella packs between 100 ⁇ m and 500 ⁇ m, but at the same time has excellent material homogeneity.
  • the individual rods thus obtained as semi-finished products are divided into cylindrical segments, brought to a temperature of 1200 ° C. under protective gas and pressed in protective gas by extrusion into a heated die with a valve shape. The forming ratio in the shaft area is approx.
  • the present invention is not limited to the example set out above, rather the invention also encompasses components for other, not mentioned applications in which a corresponding structure is required or advantageous for the application.
  • the material ⁇ -base TiAl alloy is not limited to the alloy compositions explicitly mentioned.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein einstückig hergestelltes Bauteil aus einer intermetallischen Legierung auf Basis von (η-TiAl mit gradiertem Gefügeübergang zwischen räumlich aneinandergrenzenden Bereichen jeweils unterschiedlicher Gefügestruktur, welches mindestens in einem Bereich ein lamellares, aus α 2/α Lamellen bestehendes Gussgefüge aufweist, und in mindestens einem weiteren Bereich ein near-η-Gefüge, Duplex-Gefüge oder feinlamellares Gefüge aufweist und zwischen diesen Bereichen eine Übergangszone mit gradiertem Gefüge vorhanden ist, in welcher das lamellare Gussgefüge allmählich in das andere genannte Gefüge übergeht, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Description

Bauteil auf Basis von γ-TiAl-Legierungen mit Bereichen mit gradiertem Gefüge
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Bauteile auf der Basis von intermetallischen γ-TiAl-Legierungen mit einem gradierten Gefügeübergang zwischen räumlich getrennten Bereichen mit jeweils unterschiedlicher GefügeStruktur sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Intermetallische γ-TiAl-Legierungen haben in den vergangenen Jahren aufgrund ihrer Kombination von einzigartigen Material- eigenschaften große Beachtung gefunden. Ihre vorteilhaften mechanischen und thermophysikalischen Eigenschaften bei geringem spezifischen Gewicht empfehlen deren Einsatz in der Luft- und Raumfahrt. Die hohe Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit macht den Werkstoff für schnell bewegliche Bauteile in Maschinen, z.B. für Ventile in Verbrennungsmotoren oder für Schaufeln in Gasturbinen, interessant. Die gegenwärtig verwendeten technischen Legierungen auf der Basis von γ-TiAl sind mehrphasig aufgebaut und enthalten neben dem geordneten tetragonalen γ-TiAl als Hauptphase das geordnete hexagonale α2-Ti3Al, typischerweise mit 5-15 Vol.-% An- teil. Refraktärmetalle als Legierungselemente können zur Ausbildung einer metastabilen kubisch raumzentrierten Phase führen, die entweder als ß-Phase (ungeordnet) bzw. als B2-Phase (geordnet) auftritt. Diese Legierungszusätze verbessern die Oxidationsbeständigkeit und Kriechfestigkeit. Si, B und C dienen in geringen Mengen zur Kornfeinung des Gussgefüges.
Entsprechende C-Gehalte können zu Ausscheidungshärtungen führen. Die Legierungselemente Cr, Mn und V erhöhen die Raumtemperatur-Duktilitat des ansonsten sehr spröden TiAl . Die Legierungsentwicklung hat je nach Anwendungsprofil zu einer Reihe unterschiedlicher Legierungsvarianten geführt, die sich allgemein durch die folgende Summenformel beschreiben lassen:
Ti Al(44.48) (Cr,MnN)0,5.5 (Zr,CuINb,Ta,MoIW)Ni)0ι1.10(Si,B,CIY)0,05.1 (Angaben in Atom-%)
TiAl-Legierungen werden üblicherweise durch mehrfaches Schmelzen in einem Vakuum-Lichtbogenofen als Ingots hergestellt (VAR - Vacuum Are Remelting) . Alternativ ist die Herstellung von Legierungen auf der Basis von γ-TiAl mittels Kokillenguss aus einem Kaltwand-Induktions- bzw. -Plasmaofen oder mittels
Inertgas-Verdüsung aus einem Kaltwandtiegel zu γ-TiAl-Pulver und pulvermetallurgischer Weiterverarbeitung technisch realisiert. Das über die Ingot-Route erschmolzene γ-TiAl weist üblicherweise ein grobkörniges Gefüge auf, wobei die Körner im wesentlichen aus γ-TiAl / α2-Ti3Al-Lamellen aufgebaut sind (s. Fig. 1) . Je nach dem angewendeten Schmelzverfahren, der Legierungszusammensetzung und je nach Art und Geschwindigkeit des Erstarrens der Schmelze zur festen Basislegierung und der darauf folgenden Abkühlung lässt sich im Gussgefuge ein weites Spektrum von mehr oder weniger homogenen kleinen und/oder grossen Korndurchmessern, aber auch von fein oder grob lamel- larer Struktur innerhalb eines Kornes der Legierung erzielen. Stellvertretend für diesen Stand der Technik seien die US- Patentschriften 5 846 351, 5 823 243, 5 746 846 und 5 492 574 genannt.
Entsprechend den tatsächlich im Werkstoff erzeugten Phasen und Gefügen lassen sich sehr unterschiedliche Kombinationen von mechanischen Eigenschaften im Werkstoff erzielen - z.B. hinsichtlich Duktilität, Ermüdungsfestigkeit (entsprechend der Bruchdehnung und Zugfestigkeit) , Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen und Bruchzähigkeit .
Die Bandbreite an gefügebedingten mechanischen Eigenschaften einer γ-TiAl-Legierung wird bekanntermassen über das Massivumformen bei Temperaturen im Bereich zwischen 900°C und 1400°C gegenüber der von Gussgefugen wesentlich erweitert. Bei der Massivumformung entsteht ein dynamisch rekristallisiertes feinkörniges Gefüge. Durch Wahl der Umformtemperatur und/oder durch nachgeschaltete Wärmebehandlungen oberhalb oder unterhalb der sogenannten α-Transus-Temperatur lassen sich die 4 grundlegenden Gefügetypen near-γ-Gefüge (globulare γ-Körner mit α2-Phase an Korngrenzen und Triple-Punkten) , Duplex-Gefüge (globulare γ-Körner und lamellare α2/γ zu annähernd gleichen Anteilen) , nearly lamellare Gefüge (Körner aus oi2/γ-Lamellen und vereinzelt globulare γ-Körner) und fully lamellare Gefüge (Körner aus c2/γ-Lamellen) einstellen (s. Fig. 2) .
Feinkörnige near-γ- und Duplex-Gefüge besitzen eine gute Räumtemperatur-Duktilitat, eine hohe Bruchdehnung und eine hohe Zugfestigkeit und damit eine hohe Ermüdungsfestigkeit, gleichzeitig aber eine niedrige Kriechfestigkeit und eine geringe Bruchzähigkeit . Demgegenüber zeigen Gefüge mit vergleichsweise gröberen Körnern und mit stark ausgeprägter lamellarer Struktur eine deutlich bessere Kriechfestigkeit und eine höhere Bruchzähigkeit, andererseits aber auch eine ge- ringere Ermüdungsfestigkeit und Bruchdehnung.
Entsprechend gross ist die Anzahl bereits erprobter Legie- rungs- und Gefüge-Ausgestaltungen von γ-TiAl und dorthin führender Herstellungsverfahren. Dabei geht es einerseits um die Erzielung eines möglichst optimalen Kompromisses zwischen einzelnen, sich mit den Behandlungsschritten vielfach gegenläufig verändernden thermomechanisehen Eigenschaften im Werk- stoff und andererseits um eine Kosten-Optimierung bei der Festlegung der einzelnen, nacheinander unverzichtbaren anzuwendenden Behandlungsschritte .
Zur Erzeugung definierter Phasen- und Gefüge-Strukturen mittels Werkstoffnachbehandlungen wird grundsätzlich von aus der Schmelze erstarrten γ-Basis-TiAl-Legierungen ausgegangen. Die Nachbehandlungen bestehen nach dem Stand der Technik entweder in speziellen Wärmebehandlungszyklen (siehe D. Zhang, P. Kobold, V. Güther und H. Clemens: Influence of Heat Treatments on Colony Size and Lamellar Spacing in a Ti-46A1- 2Cr-2Mo-0,25Si-0,3B Alloy, Zeitschrift für Metallkunde, 91 (2000) 3, s. Seite 205) oder in verschiedenartigen Umformschritten.
Die DE-C-43 18 424 C2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus γ-TiAl-Legierungen, beispielsweise auch in Form von Ventilen und Ventiltellern für Motoren. Dazu wird ein Gussrohling zunächst im Temperaturbereich von 1050°C bis 1300°C unter quasiisothermen Bedingungen mit hohem Umformgrad verformt, das Teil danach abgekühlt und schliesslich bei
Temperaturen von 900°C bis 1100 'C bei geringer Umformgeschwindigkeit von 10"4 bis 10~Vs zum endabmessungsnahen Formteil superplastisch umgeformt. Das Verfahren ist mehrschrittig und damit technisch aufwendig.
Es werden vielfach Bauteile benötigt, und dazu gehören beispielsweise auch Ventile für Verbrennungsmotoren und Rotorschaufeln für Gasturbinen, für die in einzelnen Bauteil- Bereichen unterschiedliche, zum Teil stark unterschiedliche Werkstoffeigenschaften gefordert werden, insbesondere auch hinsichtlich ihrer thermomechanisehen Eigenschaften. Dem wird bisher in der Regel dadurch entsprochen, dass ein Bauteil aus Bereichen unterschiedlicher Werkstoffe zusammengesetzt wird, z.B. mittels kraft- und/oder materialschlüssigen Fügens . Ventile für Verbrennungsmotoren werden heute beispielsweise aus für den1 Schaft und für den Tellerbereich unterschiedlichen Stahlsorten hergestellt, wobei die Teile durch Reibschweissen miteinander verbunden werden.
Gemäss AT-U-381/98 werden Tellerventile für Verbrennungskraftmaschinen aus γ-Basis-TiAl-Legierungen beschrieben, die aus einem einstückigen, z.B. einem erschmolzenen oder durch heiss- isostatisches Pressen von Legierungspulvern hergestellten Rohling gefertigt sind. Das Rohteil wird mittels eines ersten Umformvorganges einheitlich auf solche thermomechanische Werkstoffeigenschaften gebracht, welche den späteren Anforderungen an den Tellerbereich des Ventiles entsprechen. In einem zwei- ten Umformprozess mittels Strangpressen und gleichzeitiger Formgebung auf Bauteil-Sollmasse, wird das bereits einmal umgeformte Halbzeug in einer entsprechend ausgestatteten Strangpressform und in Anwendung von auf die Werkstoffanforde- rungen angepassten Verfahrensparametern ein Teilbereich weiter zum Schaft umgeformt. Dabei werden in diesem Teilbereich die für einen Ventilschaft benötigten thermomechanischen Werkstoffeigenschaften ausgebildet. Der Strangpressvorgang für das Teil wird in einer Pressform mit konischem Übergang zwischen Einlass- und Auslassbereich zu dem Zeitpunkt "abgebrochen", dass ein fertiges Ventil mit zweimal umgeformtem, schlanken
Schaftbereich mit einmal umgeformtem, dicken Tellerbereich und mit einer konusförmigen Übergangszone entsteht. Die Gefüge, insbesondere Kornform und -grösse, zwischen Teller- und Schaftbereich ändern sich gradiert in einer Weise, die durch die Umformparameter der beiden Umformschritte bestimmt wird. Dieses Verfahren umfasst ebenfalls mehrere Umformschritte und ist daher aufwendig und teuer.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für Bauteile aus Legierungen auf der Basis von γ-TiAl, die im Endzustand lokale Bereiche mit unterschiedlichen thermomechanischen Anforderungsprofilen besitzen und eine Übergangszone hinsichtlich der Materialeigenschaften aufweisen sollen, ein gegenüber dem Stand der Technik wirtschaftlicheres Fertigungsverfahren und ein nach diesem Verfahren hergestelltes, vergleichsweise preisgünstigeres Bauteil zu schaffen. Dabei ist es das Ziel, die gesamte mögliche Bandbreite gefügebestimmter Eigenschafts- profile durch die Einstellung unterschiedlicher Grundgefuge in einem Bauteil auszunutzen. Dementsprechend sollen für Bauteile mit in einzelnen Bereichen stark unterschiedlicher Temperatur- und Festigkeitsbeanspruchung den Anforderungen möglichst gut angepasste Gefüge erzeugt und thermomechanische Eigenschaften generiert werden, die denjenigen von nach bekannten Verfahren mit mehrstufigem Umformen erhaltenen Bauteile qualitativ überlegen sind oder zumindest nicht nachstehen, wobei sich die Bauteile aber kostengünstiger herstellen lassen sollen.
Diese Aufgabe wird durch ein einstückig hergestelltes Bauteil aus einer intermetallischen Legierung auf Basis von γ-TiAl mit gradiertem Gefügeübergang zwischen räumlich aneinandergrenzen- den Bereichen jeweils unterschiedlicher GefügeStruktur gelöst, welches mindestens in einem Bereich ein lamellares, aus c2/γ- Lamellen bestehendes Gefüge aufweist und in mindestens einem weiteren Bereich ein near-γ-Gefüge, Duplex-Gefüge oder fein- lamellares Gefüge aufweist, wobei zwischen diesen Bereichen eine Übergangszone mit gradiertem Gefüge vorhanden ist, in welcher das lamellare Gussgefuge allmählich in das andere ge- nannte Gefüge übergeht.
Dabei ist das lamellare, aus cü2/γ-Lamellen bestehende Gussgefuge vorzugsweise durch gerichtetes Erstarren einer erschmolzenen Legierung hergestellt worden. Das near-γ-Gefüge, Duplex- Gefüge oder fein-lamellare Gefüge ist vorzugsweise in dem mindestens einen weiteren Bereich durch Massivumformung und gegebenenfalls durch eine Nachbehandlung aus dem Gussgefuge hergestellt worden.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von solchen Bauteilen, wobei in einem ersten Schritt auf übliche Weise eine geeignete TiAl-Schmelze hergestellt wird, in einem zweiten Schritt die TiAl-Schmelze durch gerich- tetes Erstarren in ein Halbzeug überführt wird, das ein lamel- lares, aus α2/γ-TiAl-Lamellen bestehendes Gussgefuge aufweist, und- in einem dritten Schritt in einem Teilbereich oder in Teilbereichen des Halbzeugs das lamellare, aus cü2/γ-TiAl- Lamellen bestehende Gussgefuge durch Massivumformung in einem Temperaturbereich von 900°C bis 1400°C in ein near-γ-Gefüge, Duplex-Gefüge oder fein-lamellares Gefüge überführt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird aus der TiAl- Schmelze mittels Strangguss ein porenfreies, zylinderförmiges Halbzeug hergestellt, welches anschliessend durch Strangpressen eines Stabbereiches massiv umgeformt wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird aus der TiAl-Schmelze mittels Schleuderguss ein zylinderförmiges
Halbzeug lunkerfrei hergestellt, welches anschliessend durch Strangpressen eines Stabbereiches massiv umgeformt wird.
Mit der Erfindung können in ein und demselben Bauteil Bereiche hoher Zugfestigkeit, Duktilität und Ermüdungsfestigkeit mit Bereichen hoher Bruchzähigkeit und hoher Kriechbeständigkeit realisiert werden.
Ein wesentlicher Vorteil der. erfindungsgemäß hergestellten Bauteile besteht darin, daß über die Auswahl der Fertigungsschritte im Vergleich zum Stand der Technik eine erhebliche Einsparung bei den Fertigungskosten erzielt werden kann. Der wirtschaftliche Vorteil ergibt sich aus der technischen Erkenntnis, dass bei derartigen Bauteilen auf ein mehrfaches Umformen des Halbzeugs mit Gussgefuge verzichtet werden kann.
In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 das lamellare Gussgefuge eines VAR-TiAl-Ingots,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem Phasendiagramm TiAl, wobei die schräg verlaufende Linie zwischen a und α+γ der α-Transus ist, der sich stark mit dem AI-Gehalt an- dert, und wobei eine Wärmebehandlung eines durch Umformung dynamisch rekristallisierten Werkstoffes oberhalb des Transus zu einem fully lamellaren, unterhalb in Abhängigkeit von der Temperatur zu einem nearly lamellaren, Duplex- oder globularen near-γ-Gefüge führt ,
Fig. 3 das Schema der Erschmelzung von homogenem TiAl-Halbzeug gemäß A. L. Dowson et al . , Microstructure and Chemical Homogeneity of Plasma - Are Cold-Hearth
Melted Ti-48Al-2Mn-2Nb Gamma Titanium Aluminide, Gamma Titanium Aluminides, ed. Y.-W. Kim, R. Wagner and M. Yamaguchi, The Minerals, Metals & Materials Society, 1995,
Fig. 4 eine metallografische Gefügeaufnahme des Tellerbereiches eines erfindungsgemäss hergestellten Ven- tiles, wobei die Aufnahme im Teller das grobkörnige lamellare Gussgefuge aus o!2/γ-Lamellen zeigt und zu sehen ist, dass diese Struktur im konischen Teil des
Tellers kontinuierlich in einen Bereich mit feinkörnigem, in der Aufnahme als solches nicht mehr auflösbares near-γ-Gefüge übergeht,
Fig. 5 eine lichtmikroskopische Aufnahme des lamellaren
Gussgefüges im Tellerzentrum in höherer Vergrösse- rung, und
Fig. 6 eine lichtmikroskopische Aufnahme des globularen umgeformten Gefüges im Schaftbereich in höherer
Vergrösserung .
Zum einen erlaubt bereits das weiter unten näher beschriebene, erfindungsgemässe, spezielle Gussverfahren selbst unvorher- gesehe vorteilhafte Materialeigenschaften bei vergleichsweise grosser und damit individuell auf die jeweilige Werkstoffan- forderung angepasster Variationsbreite von Eigenschaftskombinationen. Zum anderen lässt sich aus einem Halbzeug mit solcherart eingestelltem Gussgefuge durch Massivumformen ein dynamisch rekristallisiertes Gefüge mit von den Eigenschaften des Gusshalbzeugs stark abweichenden thermomechanischen Eigenschaften erzielen. Die Eigenschaften des dynamisch rekristal- lisierten Gefüges sind durch Anpassung der Verfahrensparameter ebenfalls variierbar.
Beide Verfahren, das spezielle Schmelz- und Gussverfahren sowie der anschliessende Umformprozess, ergänzen sich in einer nicht vorhergesehenen Art und Weise. In Summe lassen sich danach Werkstoffeigenschaften und Kombinationen von Werkstoff- eigenschaften mittels eines einstufigen Umformprozesses in einer Bandbreite innerhalb eines einzigen Bauteils erzielen, die bisher auch mit mehrstufigen Umformprozessen nicht reali- siert werden konnten. Diese Erkenntnis bezieht sich auf lokal stark unterschiedlich beanspruchte Bauteile und solche technischen Anwendungsfälle, in denen sich γ-TiAl grundsätzlich als Werkstoff anbietet.
Die Werkstoffbezeichnung "intermetallische γ-TiAl-Legierung" umfasst ein weites Feld von Einzellegierungen. Ein wesentlicher Legierungsbereich ist durch die Summenformel
Ti AI(44.48)(Cr,Mn,V)0,5.5 (Zr.Cu.Nb.Ta.Mo.W.NiJo^o (Si.B.CN i (Angaben in Atom-%)
abgedeckt .
Daneben gehören zu dieser Werkstoffgruppe auch orthorhombische Titan-Aluminid-Basislegierungen, z.B. mit einer typischen Legierungs-Zusammensetzung T1-25A1-20 Nb (Atom-%) . Ihr vergleichsweise höheres spezifisches Gewicht macht diese Gruppe für diejenigen Anwendungsfälle weniger interessant, bei denen Bauteile schnellen und oszillierenden Bewegungsabläufen ausge- setzt sind, wie es zum Beispiel bei Ventilen in Verbrennungs- kraftmotoren der Fall ist. Die erfindungsgemäss einstellbaren Gefüge aus den eingangs beschriebenen Phasen und Grundgefügen ergeben sich als Folge der erfindungsgemässen Verfahrensschritte, nach denen entsprechende Bauteile hergestellt werden.
Die bisher beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer γ- TiAl-Legierung aus der Schmelze bzw. eines Schmelz-Guss-Rohlings ergeben inhomogen ausgebildete Phasen und Gefügestrukturen innerhalb des Rohlings, die allein schon eine Homogenisierung durch Heissisostatisches Pressen (HIP) und/oder einer Hochtemperaturglühung oder Umformung erforderlich machten. Demgegenüber hat sich das erfindungsgemässe Stranggussverfahren aus einem Kaltwandtiegel und Blockabzug des geeigneten Halbzeugs hervorragend gut bewährt , um dem Bauteil die geforderten Werkstoffeigenschaften für die Anwendungen zu geben, bei denen es auf Hochttemperatur-Kriechfestigkeit und hohe Bruchzähigkeit, dagegen weniger auf Ermüdungsfestigkeit und Bruchdehnung ankommt. Mit der Schmelzausbringung über Strangguss lässt sich in einem weiten Umfang ein Eigenschaftsprofil einstellen, wie es für das fertige Bauteil im nicht weiter umgeformten Bauteilbereich gefordert ist, z.B. das Profil des Tellerteils in einem Ventil für Verbrennungsmotoren. Je kleiner der Durchmesser des stranggegossenen Halbzeugs gewählt werden kann, um so kleinere lamellare Koloniegrössen und Lamellenabstände mit noch höherer Bruchzähigkeit und Kriechfestigkeit lassen sich erzeugen.
Das Halbzeug in Form des Guss-Rohlings wird erfindungsgemäss anschliessend im Temperaturbereich zwischen 900 °C und 1400 °C durch Strangpressen oder mittels eines äquivalenten Umformverfahrens massiv umgeformt und dabei in eine Form gebracht, die auf die Maße des Endproduktes abgestimmt ist. Zur Erzielung eines gradierten Gefüges werden die Stangen nur über einen Teil Ihrer Gesamtlänge in einer Strangpressmatrize solcher Profilmaße stranggepresst , die zumindest näherungsweise den Endabmessungen des Bauteiles im umgeformten Bereich entsprechen, z.B. Abmessungen eines Ventils für Verbrennungsmotoren mit konischem Übergang zwischen Schaft- und Tellerbereich, d.h. die Strangpressform besitzt einen sich konisch verjüngenden Querschnitt zwischen Einlassbereich zum Auslassbereich. Das Halbzeug wird im sich konisch verjüngenden Matrizenbereich zunehmend stärker umgeformt und damit kontinuierlich vom Ge- fügezustand des Gussgefüges in den durch Strangpressen erzielten rekristallisierten Gefügezustand überführt. Das bereits vorliegende Erfahrungswissen macht es dem Fachmann möglich, mittels entsprechender Umformparameter innerhalb material- bedingter Grenzen bestimmte thermomechanisehe Eigenschaften des Werkstoffes gezielt zu verändern und auf besondere Anforderungen hin zu optimieren.
Bevorzugte Bauteile gemäss Erfindung sind Ventile für Verbrennungskraftmaschinen. Dies gilt insbesondere für sich abzeichnende zukünftige Einsatzfälle. Während man bisher
Motorventile üblicherweise über eine Nockenwelle steuert und dazu als Werkstoff verschiedene Stahlsorten einsetzt, geht die laufende Entwicklung in Richtung elektromagnetischer oder pneumatischer Einzelventilsteuerung. Dafür werden aber Leicht- ventile benötigt, die über eine ausreichende Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen, im Extremfall bis zu 850 'C im Tellerbereich, verfügen müssen.
Ventile werden im Schaftbereich bei eher mäßigen Temperaturen durch starke Wechselbelastungen (Ermüdung) beansprucht. Entsprechend hoch sind dort die Anforderungen an den Werkstoff hinsichtlich Festigkeit und Duktilität. Wie weiter oben bereits beschrieben wurde, werden bei erfindungsgemässen Bauteilen aus intermetallischen γ-TiAl-Legierungen diese lokal unterschiedlichen thermomechanischen Eigenschaften in hervorragender Weise erreicht.
Weitere, besonders geeignete Bauteile sind Schaufeln von Gasturbinen, bei denen im Fusspunkt der Schaufel andere thermomechanisehe Eigenschaften gefordert sind als im Umfangs- bereich der Schaufel . Die Erfindung wird anhand des nachfolgenden Beispiels für Ventile für Verbrennungskraftmaschinen im Detail beschrieben.
Beispiel
Es wird eine TiAl -Ausgangslegierung der Zusammensetzung Ti-46Al-8,5Nb- (1-3) (Ta,Si,B,C,Y) (Angaben in Atom-%) auf schmelzmetallurgischem Wege zu einem Stangenmaterial mit einem Durchmesser von 40 mm hergestellt, der näherungsweise dem Durchmesser eines Ventiltellers entspricht. Die Herstellung der Legierung erfolgt durch Mischen von Titan-Schwamm, AI-Granalien und einer Vielstoff-Vorlegierung AINbTaSiBYC, in der die Atomverhältnisse zwischen den Legierungselementen Nb, Ta, Si, B, C und Y denen in der TiAl-Endlegierung entsprechen. Aus der Materialmischung wird ein stabiler Stab gepresst, der als Abschmelzelektrode in einem Vakuum-Lichtbogenofen eingesetzt und zu einem Primär-Ingot umgeschmolzen wird. Der Primär-Ingot weist eine inhomogene LegierungsZusammensetzung auf und wird deshalb in einem Plasma-Ofen (cold hearth) in einem skull aus arteigenem Material, das sich in einem wassergekühlten Kupfertiegel befindet, erneut aufgeschmolzen und homogenisiert. Über eine mit einem Plasmabrenner beheizte Rinne fliesst das Schmelzgut in eine Strangabzugseinrichtung, an dessen oberem Ende eine dritte Homogenisierung in der schmelzflüssigen Phase mittels eines Kaltwand-Induktionstiegels erfolgt. Die schmelzflüssige TiAl-Legierung wird nach unten als Block bzw. Stab abgezogen, wobei das Material porenfrei gerichtet erstarrt. Das in Verfahren ist schematisch in Fig. 3 dargestellt und ist von A. L. Dowson et al . in Microstructure and Chemical Homogeneity of Plasma - Are Cold- Hearth Melted Ti-48Al-2Mn-2Nb Gamma Titanium Aluminide, Gamma Titanium Aluminides, ed. Y.-W. Kim, R. Wagner and M. Yamaguchi, The Minerals, Metals & Materials Society, 1995, beschrieben worden.
Im Gegensatz zu diesem in der genannten Literaturstelle beschriebenen Verfahren bei dem die Kaltwand-Induktionsspule lediglich für einen Rühreffekt in der Schmelze sorgen soll, wird in der vorliegenden erfindungsgemäßen Ausgestaltung die Spule so dimensioniert, dass die Energie für das vollständige Aufschmelzen der sich in der Spule befindlichen Legierung ausreicht. Das so gewonnene Halbzeug weist eine lamellare Gussstruktur mit Koloniegrössen der Lamellenpakete zwischen 100 μm und 500 μm, aber gleichzeitig eine hervorragende Materialhomogenität auf. Die einzelnen so als Halbzeug gewonnenen Stangen werden in zylindrische Segmente geteilt, unter Schutzgas auf eine für das Umformen bestimmte Temperatur von 1200 'C gebracht und im Schutzgas durch Fliesspressen in ein geheiztes Gesenk mit Ventilform ausgepresst . Das Umformverhältnis im Schaftbereich beträgt ca. 15:1 und nimmt vom Telleransatz in Verlängerung des Schaftes bis zum Tellerende hin kontinuierlich bis zu einer Nullumformung ab. Im umge- formten Bereich wird durch die bei diesem Prozess auftretende dynamische Rekristallisation und der gegebenen Prozesstemperatur ein feinkörniges near-γ-Gefüge erzeugt, während im Tellerbereich das lamellare Gussgefuge erhalten bleibt. Das so aus- gepresste Bauteil wird anschliessend innerhalb von 30 Minuten auf eine Temperatur oberhalb der Spröd-Duktil-Übergangstemperatur abgekühlt, bei dieser Temperatur ca. 60 Minuten belassen und dann durch normale Abkühlung auf Raumtemperatur gebracht .
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend ausge- führte Beispiel beschränkt, vielmehr umfasst die Erfindung auch Bauteile für andere, nicht genannte Anwendungen, bei denen ein entsprechender Gefügeaufbau anwendungsbedingt gefordert oder von Vorteil ist. Der Werkstoff γ-Basis-TiAl- Legierung ist nicht auf die explizit genannten Legierungs- Zusammensetzungen beschränkt.

Claims

Patentansprüche
1. Einstückig hergestelltes Bauteil aus einer intermetalli- sehen Legierung auf Basis von γ-TiAl mit gradiertem Gefügeübergang zwischen räumlich aneinandergrenzenden Bereichen jeweils unterschiedlicher Gefügestruktur, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens in einem Bereich ein lamellares, aus α2/γ-Lamellen bestehendes Gussgefuge ( aufweist, und in mindestens einen weiteren Bereich ein 1 near-γ-Gefüge, Duplex-Gefüge oder feinlamellares Gefüge aufweist und zwischen diesen Bereichen eine Übergangszone mit gradiertem Gefüge vorhanden ist, in welcher das lamellare Gussgefuge allmählich in das andere genannte Gefüge übergeht .
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das lamellare, aus α2/γ-Lamellen bestehende Gussgefuge durch gerichtetes Erstarren einer erschmolzenen Legierung her- gestellt worden ist.
3. Bauteil nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das near-γ-Gefüge, Duplex-Gefüge oder fein- lamellare Gefüge in dem mindestens einen weiteren Bereich durch Massivumformung und gegebenenfalls einer Nachbehandlung aus dem Gussgefuge hergestellt worden ist.
4. Bauteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es ein zylinderförmiges, mittels Stranggusses in Stabform porenfrei aus der Schmelze gewonnenes Halbzeug ist, welches anschließend durch Strangpressen eines Stabbereiches massiv umgeformt ist.
5. Bauteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich- net, dass es ein zylinderförmiges, mittels Schleudergusses lunkerfrei aus der Schmelze gewonnenes Halbzeug ist, welches anschliessend durch Strangpressen eines Stabbereiches massiv umgeformt ist.
6. Bauteil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung der Summenformel
Ti AI( M8) (Cr,Mn,v)0ι5.5 (Zr,Cu)Nb)Ta,Mo)W)Ni)0ι1.10 (Si)B,CN)005.1
entspricht, ausgedrückt in Atom-%.
7. Bauteil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Ventil für Ver- brennungsmotoren ist .
8. Verfahren zur Herstellung von Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt auf übliche Weise eine geeignete TiAl-Schmelze hergestellt wird, in einem zweiten Schritt die TiAl-Schmelze durch gerichtetes Erstarren in ein Halbzeug überführt wird, das ein lamellares, aus c2/γ-TiAl-Lamellen bestehendes Gussgefuge aufweist, und in einem dritten Schritt in einem Teilbereich oder in Teilbereichen des Halbzeugs das lamellare, aus α?2/γ-TiAl-Lamellen bestehende Gussgefuge durch Massivumformung in einem Temperaturbereich von 900°C bis 1400°C in ein near-γ-Gefüge, Duplex-Gefüge oder fein- lamellares Gefüge überführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus der TiAl-Schmelze mittels Strangguss ein porenfreies, zylinderförmiges Halbzeug hergestellt wird, welches anschliessend durch Strangpressen eines Stabbereiches massiv umgeformt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus der TiAl-Schmelze mittels Schleuderguss ein zylinderförmiges Halbzeug lunkerfrei hergestellt wird, welches anschliessend durch Strangpressen eines Stabbereiches massiv umgeformt wird.
11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die TiAl-Legierung der Summenformel
s Ti Al(44.48) (Cr,Mn.V)0ιM (Zr.Cu.Nb.Ta.Mo.W.NiJo,,.^ (Si.B.C.Y i
entspricht , ausgedrückt in Atom-% .
12 . Verfahren nach mindestens einem dere Ansprüche 8 bis 11 ,0 dadurch gekennzeichnet , dass ein Ventil für Verbrennungsmotoren hergestellt wird .
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