Untersuchung des Wärmekeil-Effekts und Entwicklung der Wärmeleiter-Technik bei einkristalliner Erstarrung von Turbinenschaufeln

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Die Herstellung großer Einkristallschaufeln für stationäre Gasturbinen ist schwierig und aktuell weltweit noch nicht zufriedenstellend gelöst. Die starke Querschnittsänderung in Bereichen von Deckbändern führt zu ungünstigen lokalen Erstarrungsbedingungen und folglich zu Fehlkornbildung. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens werden die Mechanismen der Fehlkornbildung untersucht, wobei der Wärmekeil-Effekt eine entscheidende Rolle spielen soll. Dieser Wärmekeil entsteht infolge einer prozessbedingten lokalen Verdickung der Formschale und verhindert das epitaktische Einkristallwachstum. Zur Lösung dieses Problems wird eine neuartige Wärmeleiter-Technik entwickelt, die den Wärmekeil-Effekt unterdrückt bzw. beseitigt. Dies geschieht durch die gezielte Kontrolle der Wärmeabfuhr in kritischen Bereichen, wodurch die Gefahr der Fehlkornbildung wirksam reduziert und die Qualität großer Turbinenschaufeln wesentlich verbessert wird.