Verbundvorhaben: GJEis - Beurteilung des Einflusses von tiefen Temperaturen auf die Schwingfestigkeit von Gusseisen mit Kugelgraphit unter Überlagerung von Einflüssen durch Seigerungen; Teilvorhaben: Ableitung des Werkstoffverhaltens für Kugelgraphitguss bei vorliegenden Seigerungen
Zeitraum
2022-06-01 – 2025-05-31
Bewilligte Summe
705.487,02 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE3072A
Leistungsplansystematik
Windenergieanlagen - sonstige Komponenten [EB1215]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE3)
Förderprogramm
Energie
Das Gesamtziel von 'GJEis' ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Ansatzes für die Beurteilung bzw. Bemessung von GJS-Bauteilen für Windenergieanlagen unter Berücksichtigung von Seigerungsprofilen und Karbiden sowie Einsatztemperaturen von Raumtemperatur bis hin zu ' = -50 °C. Darauf aufbauend ist ein Lebensdauerbeurteilungskonzept zu entwickeln, mit dem der Einsatz von Bauteilen mit lokalen Seigerungen und Karbiden auch bei niedrigen Temperaturen möglich ist. Ein Rückgriff auf bestehende Normen und Richtlinien ist in beiden Fällen nicht möglich, da diese den relevanten Temperaturbereich sowie das Auftreten von Seigerungen und Karbiden nur teilweise oder gar nicht bewerten. Für diese Konzepte sind als Ziel im Teilvorhaben des Fraunhofer LBF die Einflüsse von Seigerungen und Karbiden auf die quasi-statische und zyklische Beanspruchbarkeit von dickwandigem Eisenguss für Windkraftanwendungen insbesondere für den Tieftemperatureinsatz zu experimentell zu beschreiben und hieraus Bemessungs- und Beurteilungskonzepte für die Praxis abzuleiten. Dabei ist das Werkstoffverhalten in diesen Fällen anhand von Zug- und Schwingproben in unterschiedlichsten Gefügekonfigurationen exakt zu beschreiben und über Korrelationen mit der Art und dem Anteil an Seigerungen und Karbiden zu verknüpfen. Parallele fraktographische Analysen erlauben die Bewertung von versprödenden Effekten auf die Werkstoffbeanspruchbarkeit. Aus den experimentellen Analysen wird anschließend ein Beurteilungskonzept für lokale vorliegende Seigerungen und Karbide sowie ein Bemessungskonzept für den Tieftemperatureinsatz von GJS-Komponenten erarbeitet und rechnerisch überprüft. Mit den Ergebnissen aus 'GJEis' kann dann sichergestellt werden, dass im Zuge der Bauteilbeurteilung das Auftreten von lokalen Seigerungen und Karbidbildungen sowie Tieftemperaturen im Hinblick auf deren Auswirkungen auf die Bauteillebensdauer berücksichtigt werden kann.