Modellierung von Hochtemperaturmechanismen zur Vorhersage der Mikrostrukturausbildung in Nickelbasis-Superlegierungen in Sauerstoff-Stickstoff-Gasgemischen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ulrich Krupp; Dr.-Ing. Dmytro Naumenko
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 446488654

Im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts soll eine Simulationssoftware entwickelt werden, die in synergistischer Weise die Besonderheiten eines gekoppelten thermodynamisch-kinetischen Modells und des Ansatzes von zellulären Automaten (CA) kombiniert. Eine Kombination beider Ansätze bietet die Möglichkeit, ein Modellierungswerkzeug zu erstellen, das die Thermodynamik und verschiedene Transportmechanismen in einer einheitlichen Software berücksichtigt. Dies wird eine quantitative Beschreibung gleichzeitig auftretender Schädigungsmechanismen ermöglichen und damit das Ausmaß der Korrosionsschädigung und die chemische Lebensdauer von Ni-Basis-Legierungen in oxidierenden und nitrierenden Atmosphären vorhersagen. Das neue Modellierungswerkzeug wird in der Lage sein, die verschiedenen Schädigungs-Mechanismen (z. B. oberflächennahe Verarmung der oxidbildenden Legierungselemente, Wanddickenverlust, Tiefe des Korrosionsangriffs, Bildung von potentiell schädlichem intermetallischem Ausscheidungen) als Funktion von (i ) Zeit und Temperatur sowie (ii) Legierungszusammensetzung, (iii) Atmosphäre und (iv) Mikrostruktur zu berücksichtigen. Das Modell wird durch einen Vergleich mit experimentellen Ergebnissen validiert, die durch thermogravimetrische und zyklische Auslagerungsexperimente in Sauerstoff-Stickstoff-Mischgasumgebungen erzielt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen