Arbeitsgebiet Entwicklung von Hochtemperaturlegierungen

Eigenmittelfinanziertes Projekt


Details zum Projekt

Projektleiter/in:
Prof. Dr.-Ing. Carolin Körner


Beteiligte FAU-Organisationseinheiten:
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Werkstoffkunde und Technologie der Metalle)

Projektstart: 01.01.1990


Forschungsbereiche

Hochtemperaturwerkstoffe
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Werkstoffkunde und Technologie der Metalle)


Abstract (fachliche Beschreibung):


Der Lehrstuhl WTM betreibt Legierungsentwicklung sowohl im Hinblick auf aktuelle technische Herausforderungen wie auch zu Klärung grundlegender wissenschaftlicher Fragestellungen. Dabei werden nummerische Tools basierend auf CALPHAD (Calculation of Phase Diagrams) Berechnungen sowie weitere Eigenschaftsmodellierungsansätze verwendet, um die thermomechanischen Anforderungen an die Werkstoffe abzubilden und in Bezug auf die gewünschten Eigenschaften zu optimieren. Dafür wurde speziell ein eigenes Programm, MultOpt, entwickelt. Grundsätzlich sind die potenziellen Ziellegierungen ein Kompromiss verschiedener relevanter Eigenschaften, die in Form von Pareto-Fronten dargestellt und je noch Priorität der Eigenschaften stärker zugunsten der entscheidenden Eigenschaft ausgewählt werden. Die numerisch bestimmte Legierung wird anschließend schmelzmetallurgisch hergestellt und mittels institutseigener Gießanlagen abgegossen. Die hergestellten Legierungen werden wärmebehandelt, wobei wiederum ein numerisches Tool, HeatOpt, eine Koppelung von CALPHAD mit der Phasenfeldmethode, zu Bestimmung geeigneter Wärmebehandlungsparameter eingesetzt wird. Weiterhin wird die Legierung bezüglich ihrer Mikrostruktur und mechanischer Eigenschaften charakterisiert. Die experimentell ermittelten Werte werden mit den vorher berechneten Werten verglichen und bei größerer Diskrepanz eine Anpassung der jeweiligen numerischen Modellbildung vorgenommen.


Publikationen
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Ritter, N., Sowa, R., Schauer, J.C., Gruber, D., Göhler, T., Rettig, R.,... Singer, R. (2018). Effects of Solid Solution Strengthening Elements Mo, Re, Ru, and W on Transition Temperatures in Nickel-Based Superalloys with High γ′-Volume Fraction: Comparison of Experiment and CALPHAD Calculations. Metallurgical and Materials Transactions A-Physical Metallurgy and Materials Science. https://dx.doi.org/10.1007/s11661-018-4730-0
Ritter, N., Schesler, E., Müller, A., Rettig, R., Körner, C., & Singer, R. (2017). On the Influence of Ta and Ti on Heat-Treatability and γ/γ'-Partitioning of High W Containing Re-Free Nickel-Based Superalloys. Advanced Engineering Materials. https://dx.doi.org/10.1002/adem.201700150
Rettig, R., Matuszewski, K., Müller, A., Helmer, H.E., Ritter, N., & Singer, R. (2016). Development of a low-density rhenium-free single crystal nickel-based superalloy by application of numerical multi-criteria optimization using thermodynamic calculations. In M. Hardy, E. Huron, U. Glatzel, B. Griffin, B. Lewis, C. Rae, V. Seetharaman, S. Tin (Eds.), Superalloys 2016: Proceedings of the 13th Intenational Symposium of Superalloys (pp. 35-44). Seven Springs, US: Minerals, Metals and Materials Society.
Goehler, T., Schwalbe, C., Svoboda, J., Affeldt, E., & Singer, R. (2016). Discussing the effect of gamma prime coarsening on high temperature low stress creep deformation with respect to the role of refractory elements. In M. Hardy, E. Huron, U. Glatzel, B. Griffin, B. Lewis, C. Rae, V. Seetharaman, S. Tin (Eds.), Superalloys 2016: Proceedings of the 13th Intenational Symposium of Superalloys (pp. 655-664). Seven Springs, US: Minerals, Metals and Materials Society.
Pröbstle, M., Neumeier, S., Feldner, P., Rettig, R., Helmer, H.E., Singer, R., & Göken, M. (2016). Improved creep strength of nickel-base superalloys by optimized γ/γ′ partitioning behavior of solid solution strengthening elements. Materials Science and Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure and Processing, 676, 411-420. https://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2016.08.121
Matuszewski, K. (2016). Precepetation of Topologically Close Packed Phases in Ni-base Superalloys - the Effect of Re and Ru (Dissertation).
Matuszewski, K., Rettig, R., Matysiak, H., Peng, Z., Povstugar, I., Choi, P.,... Singer, R. (2015). Effect of ruthenium on the precipitation of topologically close packed phases in Ni-based superalloys of 3rd and 4th generation. Acta Materialia, 95, 274-283. https://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2015.05.033
Peng, Z., Povstugar, I., Matuszewski, K., Rettig, R., Singer, R., Kostka, A.,... Raabe, D. (2015). Effects of Ru on elemental partitioning and precipitation of topologically close-packed phases in Ni-based superalloys. Scripta Materialia, 101, 44-47. https://dx.doi.org/10.1016/j.scriptamat.2015.01.014
Matuszewski, K., Müller, A., Ritter, N., Rettig, R., Kurzydłowski, K., & Singer, R. (2015). On the Thermodynamics and Kinetics of TCP Phase Precipitation in Re- and Ru- Containing Ni-base Superalloys. Advanced Engineering Materials, 17(8), 1127-1133. https://dx.doi.org/10.1002/adem.201500173
Rettig, R., Ritter, N., Müller, F., Franke, M., & Singer, R. (2015). Optimization of the Homogenization Heat Treatment of Nickel-Based Superalloys Based on Phase-Field Simulations: Numerical Methods and Experimental Validation. Metallurgical and Materials Transactions A-Physical Metallurgy and Materials Science, 46(12), 5842-5855. https://dx.doi.org/10.1007/s11661-015-3130-y

Zuletzt aktualisiert 2019-03-05 um 11:42