Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bauteiloptimierung von dünnwandigen Strukturen für den Hochtemperatureinsatz

26.07.2012
Am 12.07.2012 tagte der Projektbegleitende Ausschuss zum öffentlich geförderten Forschungsvorhaben „Bauteiloptimierung von dünnwandigen Strukturen für den Hochtemperatureinsatz“ (IGF16881BG) am Zentrum für BrennstoffzellenTechnik in Duisburg.

Zielstellung des Vorhabens ist es, die Lebensdauer von dünnwandigen Hochtemperaturbauteilen wie zum Beispiel Brennkammern in Standheizungen, Komponenten im Abgasstrang oder Reformer für Brennstoffzellenanwendungen durch die Auswahl und Anpassung von Werkstoffen, Fügetechnologie und Beschichtungstechnik zu erhöhen.


Laserschweißnaht an einem hitzebeständigen hochlegierten Cr-Ni-Stahl
Abb.: ifw Jena

Die Belastungen von Werkstoff und Schweißverbindungen sind aufgrund der vorliegenden thermozyklischen Beanspruchung, der herrschenden Temperaturen von über 1000°C und der korrosiven Atmosphäre sehr hoch. Diese komplexe Aufgabenstellung wird durch die drei Forschungspartner Zentrum für Brennstoffzellen Technik GmbH (ZBT), Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung Jena GmbH (ifw Jena) und dem Dechema Forschungsinstitut (DFI) bearbeitet.

Die Vorstellung und Diskussion des Projektes und der vorliegenden Forschungsergebnisse erfolgte mit den beteiligten Industrievertretern ThyssenKrupp VDM, Baxi Innotec GmbH, Vaillant GmbH und InnCoa GmbH im Rahmen der ersten Arbeitskreissitzung.

Das DFI stellte die Vorgehensweise bei der Herstellung, Charakterisierung und Optimierung der selbst entwickelten Diffusionsschichten auf Basis von Aluminium, unter der Zugabe von Nickel und Aktivelementen (Y, Hf und Ce) vor. Diese wurden auf den Grundwerkstoff X10NiCrAlTi32-20 (1.4958) im Pulverpackverfahren appliziert. Die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Beschichtungssysteme sollen zukünftig an die des austenitischen Werkstoffes angepasst werden.

Am ifw Jena wird die Fügetechnologie für die spezifischen Werkstoff- und Prozessbedingungen entwickelt. Hierbei sollen das Laserstrahlschweißen mit und ohne Zusatzwerkstoff, sowie das MSG-Schweißen mit wärmereduziertem Kurzlichtbogen untersucht werden. Im ersten Schritt wurden alle vorliegenden Grundwerkstoffe (X15CrNiSi 25-20, X10NiCrAlTi32-20 und NiCr25FeAlY) in Bezug auf die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften entsprechend qualifiziert. Des Weiteren wurden erste Vorversuche zum Laserschweißen und MSG-Schweißen vorgestellt.
Das ZBT stellte die Möglichkeiten der Multiphysik-Simulation von Hochtemperaturbauteilen vor. Es wird angestrebt, aufgrund von gemessenen, ort- und zeitabhängigen Temperaturdaten thermomechanische Spannungen sichtbar zu machen und so örtliche und zeitliche Belastungsspitzen aufzuzeigen. In einem ersten Schritt wurden hierzu bereits Simulationsmodelle für Reformer in Brennstoffzellenanwendungen erfolgreich entwickelt.

Das Forschungsvorhaben „Bauteiloptimierung von dünnwandigen Strukturen für den Hochtemperatureinsatz“ (IGF16881BG) wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen Otto von Guericke e. V. (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und –entwicklung (IGF) vom Bundesministerium Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Kontaktadressen:

T. Ebersbach
Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH
Otto-Schott-Straße 13
07745 Jena
Abteilung Fügetechnik
Tel.: 03641/204146
Mail: tebersbach@ifw-jena.de
Internet: http://www.ifw-jena.de

A. Naji
Dechema Forschungsinstitut
Theodor-Heuss-Allee 25
60486 Frankfurt am Main
Tel.: 069/7564362
Mail: naji@dechema.de
Internet: http://www.dechema.de

O. Pasdag
Zentrum für Brennstoffzellen Technik GmbH
Carl-Benz-Straße 201
47057 Duisburg
Abteilung Gasprozesstechnik
Tel.: 0203/75982211
Mail: o.pasdag@zbt-duisburg.de
Internet: http://www.zbt-duisburg.de

Sigrid Neef | idw
Weitere Informationen:
http://www.ifw-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Quantenanomalien: Das Universum in einem Kristall
21.07.2017 | Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe

nachricht Projekt »ADIR«: Laser bergen wertvolle Werkstoffe
21.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

Recherche-Reise zum European XFEL und DESY nach Hamburg

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln

24.07.2017 | Biowissenschaften Chemie