Suche nach Superlegierung
DFG-Forschergruppe wird in Magdeburg koordiniert
Die Entwicklung höchsttemperaturbeständiger Metalllegierungen ist das Ziel eines durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projektes, das durch Prof. Dr. Martin Heilmaier vom Institut für Werkstoff- und Fügetechnik koordiniert wird. An der Forschergruppe 727 Beyond Nickelbase Superalloys beteiligen sich weiterhin Wissenschaftler der Universitäten Bayreuth, Bochum, Braunschweig und Siegen. Das Fördervolumen des auf insgesamt sechs Jahre angelegten Forschungsprojektes beträgt in den kommenden drei Jahren rund 1,6 Millionen Euro.
Leistungscharakteristik
In dieser Zeit wollen die Wissenschaftler Superlegierungen entwickeln, also metallische Werkstoffe, die sehr hohen Temperaturen bei gleichzeitiger hoher mechanischer Belastung dauerhaft widerstehen können. Anwendung finden Superlegierungen etwa bei Kraftwerksturbinen, Flugzeugtriebwerken oder auch in automobilen Verbrennungsmaschinen. Die seit einigen Jahrzehnten industriell verwendeten Superlegierungen auf Basis von Nickel ermöglichen bislang Einsatztemperaturen bis 1100°C. Ziel der Forschergruppe 727 ist die Entwicklung von Legierungen mit einer Einsatztemperatur von bis zu 1400°C. Mit derartigen Werkstoffen kann der Wirkungsgrad und damit die Leistung von Turbinen und ähnlichen technisch anspruchsvollen Anwendungen erheblich gesteigert werden.
Bei der Suche nach geeigneten Werkstoffen beschäftigen sich die Wissenschaftler eingehend mit der Leistungscharakteristik der gesuchten Legierungssysteme. Gewünschte Eigenschaften sind hier eine gute Beständigkeit gegen Oxidation, eine hohe Zähigkeit und Verformbarkeit sowie ein optimales Ermüdungsverhalten.
Die Arbeit wird in Magdeburg koordiniert. In Braunschweig und Magdeburg (Prof. Dr. Joachim Rösler) werden neuartige Legierungssysteme auf Molybdän- bzw. Kobalt-Basis entwickelt, die übrigen Forschergruppen ermitteln die relevanten Eigenschaften. So werden an der Universität Bayreuth unter der Leitung von Prof. Dr. Uwe Glatzel die Wärmeausdehnung und -leitfähigkeit bestimmt, zudem untersucht man dort das sogenannte "Kriechverhalten" - die langsame Verformung der Werkstoffe bei hohen Temperaturen unter mechanischer Belastung. Die Analyse der Mikrostrukturen der Legierungen im Nanometerbereich wird an der Ruhruniversität Bochum (Prof. Dr. Gunther Eggeler) durchgeführt. An der Universität Siegen wird schließlich am Lehrstuhl von Prof. Hans-Jürgen Christ das Phänomen der Bildung von Oxidschichten auf dem Werkstoff unter hohen Temperaturen untersucht und beschrieben.