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Zerstörungsfreie Charakterisierung von Beschichtungen und Werkstoffzuständen hochbeanspruchter Triebwerksbauteile

Zerstörungsfreie Charakterisierung von Beschichtungen und Werkstoffzuständen hochbeanspruchter Triebwerksbauteile

Jahr:  2018
Förderung:  DFG / SFB 871
Laufzeit:  01.01.2018 – 31.12.2021 (3. Förderperiode)

Im SFB 871 werden eine Vielzahl neuer Reparaturverfahren für Triebwerksbauteile entwickelt, wodurch sich auch die relevanten mechanisch-technologischen Kennwerte der reparierten Bauteile in bisher nicht bekannter und dokumentierter Weise verändern. Um diesen regenerationsbedingten Einfluss zu erfassen und die Reparaturmaßnahmen entsprechend zu bewerten, wird die Entwicklung eines Prüfstandes zur zerstörungsfreien online Erfassung und Charakterisierung der Schädigungsentwicklung in Referenzproben sowie in regenerierten Proben und Bauteilen unter thermischer und zyklischer Beanspruchung durchgeführt. Die Erfassung der Schädigungsentwicklung im zeitlichen Verlauf wird dabei durch den Einsatz von Schallemmission- und Körperschallanalyse sowie der Wirbelstrom- und Thermografietechnik realisiert. Die Turbinenbeschaufelung ist im Betrieb sowohl thermisch, mechanisch als auch chemisch hoch belastet, sodass sich die Geügeausbildung der eingesetzen Werkstoffe und damit auch deren Eigenschaften mit zunehmender Betriebsdauer verändern. Insbesondere beim Betrieb in schwefelhaltiger Atmosphäre (Abgasstrom) sind signifikante Änderungen des magnetischen Eigenschaftsprofils durch die Ausbildung ferromagnetischer Phasen zu erfassen, die auf eine lokale Gefügeänderung der im Ausgangszustand paramagnetischen Nickelbasiswerkstoffe hindeutet. Innerhalb des Forschungsvorhabens wird daher die systematische Untersuchung entsprechender Gefügeveränderungen und deren Ursachen sowie die Entwicklung einer elektromagnetischen Prüftechnik durchgeführt, die auf der Harmonischen Analyse von Wirbelstromsignalen basiert und die empfindliche zerstörungsfreie Erfassung der magnetischen Eigenschaftsänderungen sowie eine Quantifizierung der hochtemperaturbedingten Gefügeveränderungen bei Turbinenschaufelwerkstoffen ermöglicht.