Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hohe Temperaturen in Automotoren: ThyssenKrupp VDM liefert Werkstoffe für neue Turbolader

13.08.2009
Automobilhersteller arbeiten ständig an der weiteren Verbesserung der Motoren. Dadurch steigen auch die Ansprüche an die verwendeten Materialien.

Da in den neuen Motorengenerationen immer höhere Abgastemperaturen von teilweise über 1.000 Grad Celsius auftreten, kommen in diesem Bereich zunehmend aus Nickellegierungen der ThyssenKrupp VDM gefertigte Teile zum Einsatz.

"Insbesondere Turbolader sind für uns ein viel versprechender Wachstumsmarkt", betont Holger Lüking, Leiter der Vertriebs-Abteilung Automotive der ThyssenKrupp VDM. Für diesen Bereich bietet ThyssenKrupp VDM bereits einige Hochtemperatur-Werkstoffe an, die verstärkt in sogenannten "Downsizing Motoren" (leistungsstarke Motoren mit kleinem Hubraum) verwendet werden.

Für Turbolader-Dichtungen hat das Werdohler Unternehmen jetzt eine Hightech-Lösung entwickelt. Durch höhere Warmfestigkeitseigenschaften, insbesondere Langzeitfestigkeiten des Werkstoffes Nicrofer 5120 CoTi erhöht sich die Langlebigkeit und Verlässlichkeit des hoch beanspruchten Motorenteils.

Turbolader werden immer dann eingesetzt, wenn es darum geht, Leistung und Umweltfreundlichkeit eines Autos in Einklang zu bringen, denn sie machen einen Motor bei gleichem Kraftstoffverbrauch wesentlich leistungsfähiger. Durch das sogenannte "Downsizing" - also die Hubraumverkleinerung bei gleich bleibenden Werten bezüglich des Fahrverhaltens - erhöht sich die Abgastemperatur auf über 1.000 Grad Celsius. "Die Standard-Hochtemperatur-Edelstähle werden diesen Anforderungen nicht mehr gerecht. An dieser Stelle können hochlegierte austenitische Stähle und Nickellegierungen der ThyssenKrupp VDM oberhalb von 550 bis etwa 1.200 Grad Celsius eingesetzt werden", erklärt Lüking. Insgesamt sind die Superlegierungen der ThyssenKrupp VDM an bis zu sieben Stellen des komplexen Turbolader-Systems im Einsatz. Entscheidend ist es, den Werkstoff zu finden, der alle Anforderungen in seinem Einsatzbereich exakt bedient und das Verhältnis von Leistungsfähigkeit und Kosten optimiert.

Turbolader von der Stange gibt es nicht. Jedes Auto-Modell fordert eine individuelle Lösung. "Wir suchen daher immer den direkten Austausch mit unseren Kunden und entwickeln mit ihm gemeinsam eine maßgeschneiderte Lösung", beschreibt Frank Scheide, Account Manager Automotive der ThyssenKrupp VDM. Die serienmäßige Produktpalette der ThyssenKrupp VDM umfasst 15 unterschiedliche Hochtemperaturwerkstoffe als Band und als Draht. Am gefragtesten für die neuen Turbolader sind derzeit der ausscheidungshärtende Werkstoff Nicrofer 5120 CoTi, Alloy C263, sowie der mischkristall- und karbidaushärtenden Werkstoff Nicrofer 6025 HT, Alloy 602CA. Der Nicrofer 6025 HT wird beispielsweise im Porsche VTG eingesetzt und beweist dort seine Top-Eigenschaften bei Höchsttemperaturen in Ottomotoren.

"Insbesondere bei den heißeren Benzinern gibt es noch Spielraum, der durch die Hochleistungswerkstoffe der ThyssenKrupp VDM erschlossen werden kann", weiß Lüking. Die Autobauer sind angesichts hoher Benzinpreise und strengerer Abgasvorschriften zunehmend dazu gezwungen, kleinere Motoren zu produzieren, die zum Beispiel durch einen Turbolader verstärkt sind. Kleine Vierzylinder können so Leistungen und Drehmomente großer Sechszylinder bringen. Die Zukunft wird effizienter, aber auch heißer.

Dafür, dass die Kunden stets auf die neusten Erkenntnisse der Werkstoffkunde zurückgreifen können, sorgt die hauseigene Forschungs- und Entwicklungs-Abteilung der ThyssenKrupp VDM. Teilweise werden hier neue Legierungen erschmolzen, teilweise für bereits etablierte Werkstoffe neue Einsatzgebiete erschlossen. Innerhalb des Konzernverbunds kann die ThyssenKrupp VDM zudem auf die Werkstoffkompetenz der Kollegen in den Sparten Titan oder nichtrostendem Edelstahl zurückgreifen. Bis ins Detail müssen die einzelnen Komponenten eines Motors auf die extremen Temperatureinflüsse abgestimmt werden.

Einer der aktuellen Forschungserfolge der ThyssenKrupp VDM ist eine maßgeschneiderte Hightech-Lösung für die Herstellung von Turbolader-Dichtungen. Der Werkstoff Nicrofer 5120 CoTi wurde auf den Automotive Bereich abgestimmt und wird in Kürze auch in Bandform verfügbar sein. Das Besondere des Nicrofer 5120 CoTi liegt in seiner festen und gleichzeitig flexiblen Molekülstruktur. Um diese zu erreichen, härtet der Werkstoff insgesamt 16 Stunden bei verschiedenen Temperaturen, die vorher fest definiert werden, im Ofen aus. "In die Matrix des Werkstoffes werden dabei sogenannte intermetallische Phasen eingebaut, welche sich als erwünschte 'Störelemente' in die Struktur einlagern", so Scheide. "So wird das ungehinderte Hin- und Hergleiten der Ebenen gestoppt und der Legierung mehr Stabilität bei gleichzeitiger Elastizität verliehen."

Abdichtungssysteme für Turbolader werden zunehmend aus aushärtbaren Werkstoffen hergestellt. Der bekannte Werkstoff Nicrofer 5219 Nb (Alloy 718) wird bereits als Standard-Dichtungswerkstoff für besonders belastete Einsätze verwendet. Aufgrund der steigenden Abgastemperaturen stößt aber auch dieser Werkstoff an Grenzen. Hier bietet ThyssenKrupp VDM den Nicrofer 5120 CoTi als Ergänzung an. Dieser gewährleistet unter den kritischen Rahmenbedingungen einer direkten Turboladeranbindung eine gesteigerte Langlebigkeit und Verlässlichkeit. Eine spezielle Dichtungsform unterstreicht dabei zusätzlich seine Qualitäten. "Unsere Kunden verarbeiten Nicrofer 5120 CoTi beispielsweise zu sogenannten C-Dichtungen weiter. Dies sind statische Dichtelemente für Maschinen und Anlagen mit hohen Anforderungen, die bei den hohen Temperaturen erheblich elastischer sind als andere Metalldichtungen", so Frank Scheide. "Der Produktionsprozess der Dichtungen ist komplexer geworden. Für diese gesteigerten Anforderungen haben wir die passende Lösung, das haben erste Tests mit etablierten Motoren-Herstellern bewiesen."

ThyssenKrupp Stainless AG
Erik Walner
Leiter Unternehmenskommunikation
Tel.: +49 203 52 - 45130
Fax: +49 203 52 - 45132
E-Mail: erik.walner@thyssenkrupp.com

Erik Walner | idw
Weitere Informationen:
http://www.thyssenkrupp.com

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht Wichtige Schritte auf dem Weg zum automatisierten Fahren
29.03.2018 | Universität Bremen

nachricht Es wird noch heller: Innovative Leuchten in der Automobilindustrie
28.03.2018 | Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics