Development of Pt-based super-alloys for ultra-high temperature applications and characterization of microstructure and mechanical properties

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Eine weitere Steigerung der Gastemperaturen ist für alle Wärmekraftmaschinen wie Flugturbinen, stationären Gasturbinen und Raketentriebwerken von großem Interesse. Die in bezug auf die Kombination von Festigkeit, Duktilität, Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit am weitesten entwickelten Hochtemperaturwerkstoffe sind zur Zeit die Nickelbasissuperlegierungen. Das Entwicklungspotential ist jedoch weitgehend ausgeschöpft, da Nickelbasissuperlegierungen bei extrem hohen homologen Temperaturen (0,8 Tm) eingesetzt werden. In dem beantragten Projekt soll ein innovativer Designansatz für eine feste sowie oxidations- und korrosionsbeständige Höchsttemperaturlegierung verfolgt werden. Analog zu den Nickelbasissuperlegierungen soll in einer hochschmelzenden kubisch-flächenzentrierten Platinmatrix eine verfestigende intermetallische Phase ausgeschieden werden. Ausgehend vom Grundsystem Pt-Al werden weitere Legierungselemente gesucht, die eine Mischkristallhärtung und die Bildung einer stabilen Ausscheidungsphase fördern. Mit Hilfe von thermischen Analyseverfahren und mikrostrukturellen Untersuchungsmethoden sollen die Phasenzusammensetzungen identifiziert und optimiert werden. Im weiteren Projektverlauf wird eine mehrstufige Wärmebehandlung für die aussichtsreichsten Legierungen ausgearbeitet werden. In einem eingegrenzten Parameterfeld werden die Lösungsglühung und die Auslagerung optimiert. Parallel hierzu werden in einem umfangreichen Versuchsprogramm die mechanischen Hochtemperatureigenschaften in die Optimierung einbezogen.