Schnelles epitaktisches Hochtemperaturlöten einkristalliner Ni-Basis Superlegierungen

• Applicant: Professor Dr. Joachim Rösler
• Subject Area: Materials Engineering
• Term: from 2007 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 35306285

Zur Reparatur von Rissen in einkristallinen Bauteilen aus Nickelbasis-Superlegierungen wie sie in Flugtriebwerken und stationären Gasturbinen eingesetzt werden, wurde im Rahmen der ersten Projektphase ein Hochtemperaturlötverfahren entwickelt, das ein epitaktisches Verfüllen von Rissen innerhalb sehr kurzer Lötzeiten ermöglicht. Der entscheidende Unterschied im Vergleich zu kommerziellen Lotsystemen besteht in der vollständigen Löslichkeit des Schmelzpunkterniedrigers Mangan in Nickel. Unter dieser Voraussetzung kann eine epitaktische Erstarrung nicht mehr allein diffusionsgesteuert sondern auch temperaturkontrolliert erreicht werden, was zu einer erheblichen Verkürzung der notwendigen Haltezeiten führt. Die Ausscheidung spröder sekundärer Phase, wie sie im Falle von borhaltigen Systemen häufig passiert, ist im Falle der manganhaltigen Lotsysteme vollständig ausgeschlossen.Ziel des Fortsetzungsantrages ist es, ein tiefergehendes Verständnis der Erstarrungsvorgänge beim epitaktischen Löten durch die Verknüpfung von Experiment und Modellierung zu erzielen, so dass entscheidende Parameter wie die Lotzusammensetzung und die Prozessparameter gezielt optimiert werden können. Dabei soll an den fünf Komponenten Ni, Mn, Cr, Al und Ti grundsätzlich festgehalten werden. Im Hinblick auf einen industriellen Einsatz der entwickelten Lotlegierungen sollen mechanische Versuche (Warmzugversuche, LCF, Zeitstandversuche) sowie Oxidationsversuche durchgeführt werden, um den Erfolg der Optiminierungsansätze kritisch überprüfen zu können und die daraus resultierenden Erkenntnisse in die Entwicklungsanstrengungen einfließen lassen zu können.

• DFG Programme: Research Grants