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Kontakt zum Fachbereich
Lehrstuhl Werkstoffwissenschaft
Prof. Dr. Gunther Eggeler
Institut für Werkstoffe/Werkstoffwissenschaft, RUB
Gunther.eggeler@rub.de
Tel. 0234/32-23022/-28022
Wenn Superlegierungen versetzt werden
Werkstoffwissenschaftler erforschen Veränderungen in Hochleistungsmaterialien bei extremen Temperaturen
Flugzeuge und Kraftwerke sind aus unserer modernen Gesellschaft nicht mehr wegzudenken. Damit ihre Turbinen bei Temperaturen über 1000°C funktionieren, bedarf es besonderer Werkstoffe. So genannte einkristalline Superlegierungen sind in diesem Anwendungsbereich besonders wichtig, doch auch an diesen Hochleistungsmaterialien geht die Dauerhitze nicht spurlos vorbei. Der Lehrstuhl Werkstoffwissenschaft der RUB untersucht die Superlegierungen, um zu verstehen, wie sich durch Belastung bei extremer Hitze Versetzungen in den Substrukturen bilden. Für diesen Zweck wurde eine spezielle Miniaturprobe entwickelt.
Am Lehrstuhl Werkstoffwissenschaft werden einkristalline Nickel-Basis-Legierungen untersucht, die sich durch eine feine Struktur aus Teilchen und Kanälen auszeichnen. Die jeweilige Gitterstruktur des Materials ist in Teilchen und Kanälen leicht unterschiedlich – es kommt zu leichten Fehlpassungen. Das ist wichtig, weil bei Hochtemperaturbelastungen ein Prozess einsetzt, der Kriechen genannt wird. Diese zeitabhängige Verformung beobachten die Forscher an Minikriechproben. So haben sie zum Beispiel herausgefunden, warum der Kriechprozess nicht zum Ende kommt, obwohl er eigentlich müsste, da das Maximum möglicher Versetzungen, auf denen er basiert, erreicht ist. Diese Ergebnisse sollen die Grundlage für die Entwicklung neuer einkristalliner Superlegierungen bilden.
English abstract
Ni-base super alloy single crystals are used for gas turbine blades which have to withstand mechanical loads at very high temperatures. Creep deformation governs the service life of these critical high temperature components. We show how the mechanical high temperature properties of single crystal superalloys can be assessed using a novel miniature creep specimen. We also show how transmission electron microscopy can be used to study the evolution of the microstructure of single crystal super alloys during creep. Special emphasis is placed on the role of dislocations which govern the high temperature plasticity of metals.
