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Niob-MASC Legierungen: Eine neue Generation Hochtemperaturwerkstoffe

Niob-MASC Legierungen: Eine neue Generation Hochtemperaturwerkstoffe

© IW

Eine neue Werkstoffklasse auf Basis von Refraktärmetallen glänzt mit Einsatztemperaturen, bei denen konventionell verwendete Hochtemperaturwerkstoffe versagen. Erforscht werden die sogenannten Niob-MASC Legierungen am Institut für Werkstoffkunde (IW) der Leibniz Universität Hannover.

Hochtemperaturwerkstoffe sind ein essenzieller Bestandteil in allen technischen Anwendungen, bei denen Bauteile dauerhaft extremen Temperaturen ausgesetzt sind. Da der Wirkungsgrad von thermischen Prozessen, wie in Flugtriebwerken, direkt von der Prozesstemperatur abhängt, ist die Weiterentwicklung leistungsfähiger Werkstoffe zwingend notwendig.

Eine wichtige Anwendung von Hochtemperaturwerkstoffen sind Hochdruckturbinenschaufeln von Flugtriebwerken. Sie sind die ersten Komponenten, die dem heißen Gasstrom aus der Brennkammer der Triebwerke ausgesetzt sind. Während des Betriebs erfahren diese neben Temperaturn von mehr als 1000 °C zusätzlich enorme mechanische Belastungen. Aktuell werden solche Hochleistungsbauteile vorwiegend aus Nickelbasissuperlegierungen gefertigt, die sich insbesondere aufgrund ihres hervorragenden Kriechverhaltens und ihrer Korrosionsbeständigkeit auszeichnen. Um die Effizienz von Flugtriebwerken weiter zu steigern, ist eine Erhöhung der Einsatztemperatur erforderlich. Nickelbasissuperlegierungen sind allerdings auf Einsatztemperaturen bis 1150 °C begrenzt. Für die weitere Steigerung der Effizienz ist die Entwicklung neuer Legierungen für Hochtemperaturanwendungen daher von besonderem Interesse.

Legierungssysteme auf Basis von Niob und Silizium bieten großes Potential, konventionelle Nickelbasissuperlegierungen für Hochtemperaturanwendungen zu ersetzen. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen des Instituts für Werkstoffkunde (IW) der Leibniz Universität Hannover forschen im Rahmen eines Projektes der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) an dieser neuen Legierungsklasse für Hochtemperaturanwendungen.

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