2015-01-01  –  2019-12-31

224.146,00 EUR

Forschungszentrum Jülich GmbH - Institut für Energie- und Klimaforschung, Werkstoffstruktur und -eigenschaften (IEK-2), Jülich, Nordrhein-Westfalen

03ET7027C

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]

01147306/1  –  Laserstrahlbohren von WDS

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Gesamtziel des Vorhabens ist die Schaffung eines grundlegenden, quantitativen Verständnisses des Einflusses lasergebohrter Kühlluftbohrungen auf die thermozyklische, thermomechanische und mechanische Ermüdungsfestigkeit von Turbinenkomponenten und deren Schutzschichten sowie die daraus abgeleitete Optimierung des Laserstrahlbohrens mit dem Ziel einer wesentlichen Lebensdauersteigerung der Komponenten. Das Teilprojekt des FZ Jülich leistet hierzu einen essentiellen Beitrag durch umfangreichen Versuche zur Schädigungskinetik bei thermozyklischer, isothermer und thermomechanischer Ermüdungsbelastung, flankiert durch detaillierte Mikrostrukturuntersuchungen zur Aufklärung der Schädigungsmechanismen sowie kritischer Gefügemerkmale, insbesondere Recastlayers und bearbeitungsinduzierter Vorschädigungen wie z.B. beim Laserbohren eingebrachte Mikrorisse. Die Mikrostrukturuntersuchungen erfolgen in enger Abstimmung mit den prozesstechnischen Arbeiten beim Projektpartner LLT der RWTH Aachen und liefern wichtigen Input für die Optimierung der Prozessparameter auf Grundlage eines fundierten Verständnisses schädigungskritischer Merkmale der bearbeitungsinduzierten Mikrostruktur. Die experimentellen Arbeiten des IEK-2 erlauben unter Einbezug der am IAM der RWTH Aachen durchgeführten FEM-Simulationen zur Kerbwirkung eine Separation des geometrischen Kerbeinflusses der Bohrungen im Schichtsystem vom Einfluss prozessbedingter Vorschädigung.