Eine innovative Prüfmaschine für Heizen, Abschrecken, Ziehen, Drücken und Rissbildungsuntersuchungen von industrierelevanten Hochtemperaturlegierungen – HiMat

Themenbereich:
Hochtemperaturwerkstoffe

 

Verantwortlicher Mitarbeiter:

Dr.-Ing. Steffen Neumeier
Daniel Hausmann (M. Sc.)



Ziel dieses gemeinsamen Projekts mit der Advanced Materials Group am Heinz Maier-Leibnitz (MLZ) Zentrum [https://mlz-garching.de/de/advanced-materials-group] ist die Implementierung einer innovativen Instrumentierung mit Prüfmaschine an der Forschungs-Neutronenquelle MLZ. Diese neuartige Probenumgebung ermöglicht die in situ Messung der Ausscheidungskinetik und Mikrostrukturevolution schmiedbarer Legierungen während der gesamten thermomechanischen Prozesskette von der Umformung bis zu den nachgelagerten Wärmebehandlungsschritten, um das komplexe Ausscheidungsverhalten dieser Legierungsgruppe verstehen zu können. Hierfür ist eine Probenumgebung erforderlich, die eine Druckverformung bei Temperaturen bis 1100°C mit hohen Umformraten und -graden ermöglicht. Zur Untersuchung der Ausscheidungsbildung wird die Möglichkeit zur kontrollierten Abkühlung bereitgestellt. Zusätzlich wird die Instrumentierung zur in situ Beobachtung der Rissausbreitung beim Umformen schwer schmiedbarer Legierungen oder bei zyklischer Beanspruchung in sauerstoffhaltiger bzw. -freier Atmosphäre erweitert. Diese Probenumgebung soll an verschiedenen Messplätzen einsetzbar sein, um mittels Neutronendiffraktion (ND), Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS) und Radiographie (Tomographie) Informationen hinsichtlich auftretender Phasen, deren Volumenanteile, Größe und Form, Versetzungsdichte, auftretender Texturen, Rekristallisationsprozesse und Rissausbreitung gewinnen zu können. Die Technische Universität München (TUM) entwickelt für die Prüfmaschine eine Apparatur zur automatisierten Positionskorrektur inkl. Extensiometer für hohe Temperaturen, eine Abschreckeinrichtung und insbesondere eine userfreundliche Einbindung in die Steuerung der Instrumente des MLZ. Die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ertüchtigt die Prüfmaschine für zyklische Versuche, für Tests mit Sauerstoffeinfluss, fertigt spezielle Probeneinspannungen und erforscht neuentwickelte Co-Legierungen. Der industrielle Partner VDM Metals liefert Probenmaterial einer neuen Ni- Legierung für Gasturbinen für die Luftfahrtindustrie und Energieumwandlung.

Das Projekt HiMat wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.