Arbeitsgebiet Entwicklung von Hochtemperaturlegierungen

Eigenmittelfinanziertes Projekt


Details zum Projekt

Projektleiter/in:
Prof. Dr.-Ing. Robert Singer


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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Rettig, R., Ritter, N., Helmer, H.E., Neumeier, S., & Singer, R. (2015). Single-crystal nickel-based superalloys developed by numerical multi-criteria optimization techniques: Design based on thermodynamic calculations and experimental validation. Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 23(3). https://dx.doi.org/10.1088/0965-0393/23/3/035004
Rettig, R., & Singer, R. (2014). Fast interpolation algorithm for the calculation of thermodynamic property maps of microstructures. Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 22(8), 1-19. https://dx.doi.org/10.1088/0965-0393/22/8/085002
Matuszewski, K., Rettig, R., & Singer, R. (2014). The effect of Ru on precipitation of topologically close packed phases in Re-containing Ni base superalloys: Quantitative FIB-SEM investigation and 3D image modeling. Giens: EDP Sciences.
Matuszewski, K., Rettig, R., Rasiński, M., Kurzydlowski, K.J., & Singer, R. (2014). The Three-dimensional morphology of topologically close packed phases in a high rhenium containing nickel based superalloy. Advanced Engineering Materials, 16(2), 171-175. https://dx.doi.org/10.1002/adem.201300198
Franke, M. (2013). Auswirkungen der Legierungszusammensetzung auf die Morphologie und die Festigkeit des Dendritennetzwerkes bei der gerichteten Erstarrung von Nickelbasis-Superlegierungen (Dissertation).
Heckl, A., Cenanovic, S., Göken, M., & Singer, R. (2012). Discontinuous precipitation and phase stability in Re- and Ru-containing nickel-base superalloys. Metallurgical and Materials Transactions A-Physical Metallurgy and Materials Science, 43(1), 10-19. https://dx.doi.org/10.1007/s11661-011-0833-6
Rettig, R., & Singer, R. (2012). Influence of Ruthenium on topologically closed packed phase precipitation in single-crystal Ni-based superalloys: numerical experiments and validation. In E. S. Huron, R. C. Reed, M. C. Hardy, M. J. Mills, R. E. Montero, P. Dolabella Portella, J. Telesman (Eds.), Superalloys 2012: Proceedings of the 12th Intenational Symposium of Superalloys (pp. 205-214). Seven Springs, US: Minerals, Metals and Materials Society.
Heckl, A. (2011). Auswirkungen von Rhenium und Ruthenium auf die Mikrostruktur und Hochtemperaturfestigkeit von Nickel-Basis Superlegierungen unter Berücksichtigung der Phasenstabilität (Dissertation).
Heckl, A., Rettig, R., & Singer, R. (2011). Creep rupture strength of Re and Ru containing experimental nickel-base superalloys. Advanced Optical Materials, 278, 339-344. https://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.278.339
Rettig, R., Heckl, A., & Singer, R. (2011). Modeling of precipitation kinetics of TCP-phases in single crystal nickel-base superalloys. Advanced Materials Research, 278, 180-185. https://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.278.180

Zuletzt aktualisiert 2018-15-10 um 11:54