Verbundprojekt: COORETEC-ISar - Integrativer Ansatz zur Simulation stoffschlüssiger artungleicher Fügeverbunde am Beispiel von Hochtemperaturlegierungen; Teilprojekt: Prozessüberwachung mit Schwerpunkt Hochtemperaturlöten
Zeitraum
2015-10-01 – 2019-09-30
Bewilligte Summe
518.644,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET7047A
Leistungsplansystematik
Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)
Förderprogramm
Energie
Derzeit fehlen für artungleiche Fügungen Grundlagen, um modulare, hoch belastete Turbinenbauteile sicher in Betrieb zu nehmen. Bisher wurde sich dieser Thematik über den experimentellen Ansatz genähert. Lange Entwicklungszyklen sind die Konsequenz. Darüber hinaus kann nicht davon ausgegangen werden, DEN optimalen Prozess definiert zu haben. Daher ist es Ziel des Projektes, eine integrierte Simulationskette zur Charakterisierung von Fügungen aufzubauen und zu verifizieren. Bisher existieren noch keine Tools, die Fügungen in Gänze vorhersagbar machen. Dies erfordert eine INTEGRIERTE SIMULATIONSKETTE. Am Beispiel von hochwarmfesten Nickellegierungen soll dazu parallel zur eigentlichen Fügeprozessentwicklung und Charakterisierung eine Simulationskette mit standardisierten Schnittstellen zwischen den Modulen PROZESS, STRUKTUR und EIGENSCHAFTEN geschaffen werden. Das Modul PROZESS beinhaltet die Prozesssimulation (Laser- und EB-Schweißen) sowie die detaillierte Prozessüberwachung (Hochtemperaturlöten und Schweißen) wichtiger Parameter. Diese Informationen werden an das Modul STRUKTUR übergeben, um mittels Phasenfeldmethode die Mikrostruktur zu simulieren. Die synthetischen Mikrostrukturen sind der Schlüssel zur Berechnung der mechanischen Eigenschaften im Modul EIGENSCHAFTEN. Dies wird über mikrostrukturabhängige Materialmodelle abgebildet, mit denen es möglich ist, die Festigkeit der Verbunde zu berechnen. Durch das Projekt wird ein schlagkräftiges wissenschaftliches Netzwerk gebildet. Die Kette sowie die Materialien können auf weitere Fragestellungen ausgeweitet werden (z.B. Automobilindustrie). Die Industriepartner werden die Kette in ihre Materialentwicklungsprozesse übernehmen. Nach Projektende wird die Kette auf ihre Belastbarkeit hin verifiziert und die Vorhersagegenauigkeit gesteigert, um die Entwicklungszyklen langfristig um bis zu 50% zu verkürzen. Dies ist die Voraussetzung für die Entwicklung neuer hocheffektiver, modularer Komponenten.
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