2019-01-01  –  2022-06-30

362.326,77 EUR

Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Institut für Angewandte Materialien - Werkstoffkunde (IAM-WK), Karlsruhe, Baden-Württemberg

0324317E

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]

01183982/1  –  Pro-FeAl - Prozessentwicklung für wirtschaftliche,effiziente Turbinenkomponenten aus Eisenaluminiden (FeAl)

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Für die avisierten Steigerungen der Effizienz im Bereich Energietechnik sind umfangreiche Neu- und Weiterentwicklungen in der Kraftwerkstechnik erforderlich. Einen wesentlichen Beitrag zu dieser Entwicklung werden neuartige Werkstoffe liefern müssen, die zum einen zur Steigerung des Wirkungsgrades und zum anderen zu Einsparungen bei Herstellung und Betrieb beitragen sollen. Im vorliegenden Projekt werden innovative Fe-Al Legierungen auf der Basis der intermetallischen Phasen Fe3Al und FeAl aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften, wie Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit, Gewichtseinsparung, Herstell- und Verarbeitbarkeit, Korrosions- und Erosionsbeständigkeit auch bei hohen Betriebstemperaturen sowie ihrer hohen Warmfestigkeit untersucht. Im Rahmen des Projektes werden Bauteile aus der Kraftwerkstechnologie sowohl für Hoch- als auch für Niedrigtemperaturanwendungen adressiert. Nach der Definition und Fertigung von Demonstratorbauteilen auf Basis einer entsprechenden Legierungsauswahl durch die Partner werden am KIT relevante mechanische Eigenschaften mit Blick auf diese beiden Anwendungsfälle untersucht. Im Bereich von Gehäuseteilen mit niedriger Einsatztemperatur sind ausreichende Duktilität bei niedrigen Temperaturen und ein gutes Ermüdungsverhalten wesentlich. Hochbelastete Bauteile wie Turbinenschaufeln müssen zusätzlich eine gute Kriechbeständigkeit aufweisen und ihre Eigenschaften während des Betriebs bei hohen Temperaturen möglichst beibehalten. Dementsprechend erfolgt eine Untersuchung der temperaturabhängigen mechanischen Eigenschaften unter (quasi-)statischer und zyklischer Belastung. Begleitet werden diese Untersuchungen von einer intensiven Materialcharakterisierung, um zusammen mit den Partnern Rückschlüsse auf Prozess-Gefüge-Eigenschafts-Bauteil-Korrelationen schließen zu können. Diese Erkenntnisse werden bereits während der Projektphase durch eine eingebettete Optimierungsphase für Werkstoffe und Prozesse eingebracht.