Unterkühlbarkeit der Superlegierungen und Gussqualität einkristalliner Turbinenschaufeln

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Andreas Bührig-Polaczek
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 229777280

Die bisherige Superlegierungsentwicklung konzentriert sich auf die Verbesserung der Hochtemperatureigenschaften, wobei die Gießbarkeit der Einkristallbauteile kaum berücksichtigt wird. Im beantragten Projekte soll die Unterkühlbarkeit heutiger Superlegierungen systematisch untersucht werden, um ihre Gießbarkeit bezüglich der Gussfehleranfälligkeit zu beurteilen. Im Fokus stehen die neuesten Legierungen der 4. Generation, um gezielt zu untersuchen, welche Mechanismen dazu beitragen, eine ausreichende Unterkühlbarkeit und damit einkristalline Herstellung für komplexe Geometrien, wie in Turbinenschaufeln, zu erreichen. Hierbei stehen grundlegende wissenschaftliche Fragestellungen wie die Keimbildung und das Dendritenwachstum der komplexen Multikomponentenlegierungen unter schwierigen Erstarrungsbedingungen im Vordergrund. Durch statistische Regression, systematisches Zulegieren und entsprechende Gefügecharakterisierungen soll die Zusammensetzungsabhängigkeit der Unterkühlbarkeit ermittelt und die Auswirkung der kritischen Legierungselemente eingehend untersucht werden. Die Ergebnisse können einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung der Superlegierungen liefern, um eine optimale Kombination von gewünschten mechanischen Eigenschaften und notwendiger Gießbarkeit zur Herstellung der einkristallinen Komponenten zu erreichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen