Experimental characterization and modeling of the interactions between mechanical loading and internal oxidation/nitridation of Nickel-base-superalloys

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Obgleich moderne Nickelbasis-Superlegierungen für den Einsatz z. B. in stationären Gasturbinen durch Beschichtungssysteme effektiv gegen Hochtemperaturkorrosionsangriff geschützt sind, kann die Überlagerung von hoher thermischer und mechanischer Belastung zum Schichtabplatzen führen und somit die selbstschütztende Wirkung einer auf dem Grundwerkstoff gebildeten Oxidschicht (Cr2O3 und Al2O3) erforderlich machen. Wird dieser Vorgang jedoch durch fortwährende Rißbildung und Abplatzungen gestört, führt die ständige Oxidneubildung zu einer oberflächennahen Abreicherung und oxidbildenden Legierungskomponenten und schließlich zum Übergang zu nicht schützender innerer Oxidation und Nitrierung. Für diese gegenseitige Beeinflussung zwischen mechanischer Belastung und Korrosion soll im beantragten Vorhaben eine weitgehend geschlossene Beschreibung entwickelt werden, die einerseits auf einer experimentellen Basis anhand gezielter mechanischer, thermogravimetrischer und mikrostruktureller Untersuchungen an verschiedenen Nickelbasis-Legierungen und andererseits auf einer physikalisch fundierten Computer-Simulation der für die Wechselwirkungen relevanten Einzelphämonene beruht. Durch die interdisziplinäre Konzeption des Vorhabens in Form einer engen Verknüpfung der experimentellen und simulationstechnischen Kernkompetenzen ist die Realisierung einer leistungs- und ausbaufähigen Modellierung innerer Korrosionsvorgänge unter praxisnaher Beanspruchung sichergestellt.