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In unserer gemeinsamen Arbeit des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Ruhr-Universität Bochum haben wir eine innovative Methode entwickelt, die den Restsauerstoff aus elementarem Y und der Prozessatmosphäre nutzt, um Y-Ti-O-Dispersoide während der Zerstäubung von Pulver aus der Flüssigphase direkt zu bilden und somit den Rückgriff auf Y2O3-Pulver eliminiert. Unsere Studie zeigt, dass diese Dispersoide während der Wärmebehandlung und des feldunterstützten Sinterns eine bemerkenswerte Stabilität aufweisen und in Bereichen mit hoher Dispersoiddichte eine Mikrohärte von (282 ± 18) HV0.05 erreichen. Diese vielversprechende Alternative zur mechanischen Legierung bietet einen neuen Weg zur Herstellung leistungsfähiger ODS-Legierungen.

Unsere Studie stellt einen neuen pulvermetallurgischen Weg für eine oxiddispersionsverfestigte (ODS), ferritische Fe–14Cr–0.4Ti–0.5Y (Gew.-%)-Legierung unter Verwendung der Ultraschallverdüsung (UA) als Alternative zum herkömmlichen mechanischen Legieren vor. Die wesentliche Neuerung liegt in der Nutzung des Restsauerstoffs aus dem elementaren Yttrium-Einsatzstoff und der Prozessatmosphäre als inneres Oxidationsmittel, das die in-situ-Bildung von Y42Ti10O45-Dispersoiden direkt aus der Flüssigkeit während der Verdüsung ohne Verwendung von Y2O3-Pulver erlaubt. Diffusionslängenberechnungen und räumliche Verteilungen der Dispersoide bestätigen die Keimbildung und das Wachstum aus der Flüssigphase vor der Matrixerstarrung. Die Dispersoide (20–100 nm) zeigen eine sehr gute thermische Stabilität während der Wärmebehandlung bei 1100 °C und des feldunterstützten Sinterns bei 1130 °C, wobei die Dispersoiddichte zwischen den Pulverpartikeln aufgrund der ungleichmäßigen Y-Verteilung im Schmelzbad variiert. In Bereichen mit hoher Dispersoiddichte konsolidierter Proben wird eine Mikrohärte von (282 ± 18) HV0.05 erreicht. Dies ist mit mechanisch legierten Gegenstücken vergleichbar und demonstriert die UA als vielversprechende Alternative für die Herstellung von ODS-Legierungen.