Thermodynamik, Phasenumwandlung und Diffusion im System Fe-Al-Cr

• Applicants: Professor Dr.-Ing. Günter Borchardt; Professor Dr.-Ing. Torsten Markus; Professor Dr.-Ing. Rainer Schmid-Fetzer
• Subject Area: Thermodynamics and Kinetics as well as Properties of Phases and Microstructure of Materials ; Synthesis and Properties of Functional Materials
• Term: from 2006 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 19534222

Fe-Cr-Al-Legierungen repräsentieren eine wichtige Familie von Hochtemperaturwerkstoffenmit einem breit gefächerten Einsatzspektrum unter überwiegend oxidierenden Bedingungen. Der Oxidationsschutz wird dabei durch eine ot-AI2O3-Schicht gewährleistet. Zu dessen Aufrechterhaltung im Langzeitbetrieb sind höhere Aluminiumgehalte erforderlich, welche jedoch zu erheblichen Schwierigkeiten bei der Herstellung und Verarbeitung dieser Werkstoffe mit konventionellen Verfahren führen. Eine für dünnwandige Bauteile bereits eingesetzte Alternative besteht in der Aluminisierung der Bauteile von der Oberfläche. Für die Steuerung dieser Prozesse wie auch für Lebensdauerprognosen und die Quantifizierung des Kriechverhaltens ist die Kenntnis der thermodynamischen Triebkräfte und der atomaren Beweglichkeiten erforderlich. Da bislang nur vereinzelte zusammenhanglose Informationen zur Thermodynamik und zur Diffusion in diesem ternären System vorliegen, ist es das Ziel dieses Gemeinschaftsvorhabens, über die experimentelle Ermittlung von thermodynamischen Daten und Transportkoeffizienten sowie die zugehörige theoretische Modellierung eine kohärente physikalisch-chemische Beschreibung des Systems zu erstellen. Hieraus können sodann Vorschriften für die Herstellung von Werkstoffen mit bestimmten Eigenschaftsprofilen sowie Prognosen für die Lebensdauer unter verschiedenen Einsatzbedingungen abgeleitet werden. Darüber hinaus sind Kenntnisse zur Thermodynamik und Transportkinetik im System Fe-Cr-AI von grundsätzlichem Interesse.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Karl-Heinz Spitzer