Hochtemperaturoxidationsverhalten und Oxidschichtstabilität

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Hans Jürgen Christ
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 21563363

Die in der ersten Antragsperiode erfolgreich durchgeführten Arbeiten entstanden aus einer engen und fruchtbaren Zusammenarbeit insbesondere mit den Teilprojekten PI und P2. In Zukunft soll die qualitative Charakterisierung und physikalisch-mechanistische Beschreibung des Hochtemperaturoxidationsverhaltens der in den Teilprojekten PI und P2 hergestellten Legierungen gezielt fortgesetzt werden und weiterhin konsequent in die Legierungsentwicklungsprojekte rückkoppeln. Während der bisherigen Untersuchungen zum Oxidationsverhalten der Legierungssysteme Mo-Si-B und Co-Re konnten die grundlegenden Oxidationsmechanismen der zur Verfügung gestellten Modelllegierungen aufgeklärt und erste Strategien zur Steigerung der Oxidationsbeständigkeit entwickelt werden. Für die zweite Förderperiode sollen weiterhin die für die Bewertung von Hochtemperaturoxidationsprozessen etablierten Untersuchungsmethoden wie isotherme und zyklische Thermogravimetrie in unterschiedlichen Gasatmosphären zum Einsatz kommen. Aufbauend auf den gewonnenen experimentellen Erkenntnissen soll die computergestützte Simulation des Reaktionsgeschehens erweitert und ausgebaut werden, um Verbesserungsmöglichkeiten hinsichtlich chemischer Zusammensetzung und Mikrostruktur abzuleiten. Erste Bausteine für eine realitätsnahe Simulation sind bereits in der ersten Antragsperiode zugrunde gelegt worden. In Fokus der zukünftigen Arbeiten im Legierungssystem Mo-Si-B stehen Anstrengungen zur Verbreiterung des Temperatureinsatzbereichs insbesondere zu niedrigen Temperaturen. Für das für die weiteren Untersuchungen als Basislegierung festgelegte Mo 9Si-8B stehen systematische Untersuchungen zum Einfluss von Cr und AI als zusätzliche Legierungselemente und die weitere Anpassung an betriebsnahe Bedingungen an. Bezüglich des Systems Co-Re soll eine Legierung der ersten Generation mit einer für Betriebsbedingungen ausreichenden Oxidationsbeständigkeit hergestellt werden. Dies soll durch legierungstechnische Maßnahmen durch die Kombination von drei unterschiedlichen Konzepten erfolgen. Neben dem in der ersten Antragsperiode erfolgreich umgesetzten Ansatz der Si-Zugabe soll die Wirkung von AI bzw. B in Kombination mit Si detailliert erforscht werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 727: Beyond Ni-Base Superalloys