Effect of boron additions on the ductility and fracture behavior of Ni3Al single crystals

Der Einfluß von Bor-Zugaben auf das Duktilitäts- und Bruchverhalten von Ni3Al-Einkristallen wird untersucht. Hierzu werden Zugversuche bei niedrigen und hohen Temperaturen in Luft mit konstanter Dehnungsrate bei zwei ausgewählten Orientierungen durchgführt. Die Bor-Zugaben beeinflussen Duktilität und Bruchspannung bei Raumtemperatur positiv, jedoch nicht bei hoher Temperatur. Die größte Verbesserung der Duktilität ergibt sich beim reinen Material bei Zugaben von 0,2 At.% B. Die Analyse der Bruchfläche im Rasterelektronenmikroskop zeigt eine Kombination von massiver Gleitung auf {111}-Ebenen, von Bereichen mit spaltungsähnlichem Aussehen und von stark gestörten Bereichen. Die Verbesserung der Duktilität bei Raumtemperatur wird mit einer vergrößerten Festigkeit an den Grenzflächen zwischen der Metallmatrix und den Ca-reichen nichtmetallischen Einschlüssen, an denen die Mikroporen nulkeieren, erklärt. Die Beobachtungen zeigen, daß Bor-Zugaben die Duktilität sowohl von poly- wie auch von einkristallinem Ni3Al verbessern. Es liegt Nahe, einen “Volumeffekt” des Bors, zusätzlich zu der Festigkeitserhöhung an Korngrenzen, zu berücksichtigen, wenn die Verbesserung der Duktilität bei polykristallinem Ni3Al durch Bor-Zugaben erklärt werden soll.