Wachstum und Annihilation von Mikroporen in einkristallinen Nickelbasis-Superlegierungen während Homogenisierung und heiß-isostatischem Verdichten

• Antragsteller: Dr.-Ing. Thomas Link; Professor Dr.-Ing. Pedro Dolabella Portella
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 76802351

Das Versagen von einkristallinen (SC) Nickelbas is-Superlegierungen beim Einsatz als Schaufelmaterial in Gasturbinen wird von Poren ausgelöst, welche während der Erstarrung und Homogenisierung entstanden. Sie können durch heiß-isostatisches Verdichten (HIP) beseitigt werden, allerdings mit dem Risiko, dass das Material rekristallisiert. Um die SC-Schaufeln zuverlässig hippen zu können, ist ein genaues Verständnis des HIP-Prozesses notwendig. Dies ist die zentrale Aufgabe unseres Projekts. Zur Modellierung des Schließens der Poren beim Hippen wird sowohl die Kontinuumsmechanik als auch die Diffusionstheorie angewendet. Das Ziel ist die Erstellung einer Karte, der zu entnehmen ist, für welche HIP-Bedingung welcher Mechanismus (plastische Verformung, Potenzkriechen, Diffusion) dominiert. Die Daten für die Modelle und ihre experimentelle Überprüfung werden ermittelt durch mechanische Tests bei extrem hohen homologen Temperaturen, Diffusions- und HIP-Experimente sowie Strukturuntersuchungen. Das Problem der Porenbildung während der Homogenisierung tritt bei modernen SC Superlegierungen verschärft auf. Darum ist unsere zweite Aufgabe, den Bildungsund Wachstumsmechanismus dieser Poren zu untersuchen und ein Diffusionsmodell für ihr Wachstum zu entwickeln. Das Projekt wird in Kooperationen mit dem Institut für Druck- Metallprozesstechnik an der Moskauer Universität für Stahl und Legierungen durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Beteiligte Person: Dr. Alexey Olegovich Rodin