Stiffness constants, dislocation line energies, and tensions of Ni3Al and of the γ′-phases of NIMONIC 105 and of NIMONIC PE16

Abstract

The adiabatic stiffness constants Cik of four nickel-base alloys are determined in the temperature range 90 to 360 K: stoichiometric Ni3Al, γ′-105, γ′-PE16, NIMONIC 105. γ′-105 and γ′-PE16 are the γ-phases in the commercial superalloys NIMONIC 105 and NIMONIC PE16, respectively. The intermetallic compounds Ni3Al, γ′-105, and γ′-PE16 have the Ll2-crystal structure. The stiffness Cik is derived from the velocities at which ultrasonic pulses propagate along 〈110〉 directions in single crystals. The room-temperature stiffnes of Ni3Al is in excellent agreement with that published by Kayser and Stassis. For all four alloys the dislocation line energies and tensions of edge and screw dislocations are calculated within the framework of anisotropic theory of elasticity. Die adiabatischen elastischen Moduln Cik von vier Nickel-Basis-Legierungen werden im Temperaturbereich 90 bis 360 K bestimmt: stöchimetrisches Ni3Al, γ′-105, γ′-PE16, NIMONIC 105. γ′-105 und γ′-PE16 sind die γ′-Phasen in den kommerziellen Superlegierungen NIMONIC 105 bzw. NIMONIC PE16. Die intermetallischen Verbindungen Ni3Al, γ′-105 und γ′-PE16 haben die Ll2-Kristallstruktur. Die Konstanten Cik werden aus den Geschwindigkeiten berechnet, mit denen sich Ultraschallimpulse längs 〈110〉-Richtungen ausbreiten. Bei Raumtemperatur stimmen die gefundenen Konstanten sehr gut mit den von Kayser und Stassis publizierten überein. Für alle vier Legierungen werden die Versetzungslinienenergien und -spannungen im Rahmen linearer, anisotroper Elastizitätstheorie berechnet.