Gießtechnik der intermetallischen NiAl-Legierung FG 75 - Herstellung komplexer Bauteile

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Ein gesteigertes Umweltbewusstsein und der Zwang zur Energieeinsparung erfordern eine Wirkungsgradsteigerung bei fossilen Brennstoffen betriebenen Kraftwerken, um die Umweltbelastung zu reduzieren und den Energieverbrauch zu optimieren. Eine Möglichkeit zur Effizienzsteigerung ist das Heraufsetzen der Prozesstemperaturen, was die Entwicklung neuer Hochtemperaturwerkstoffe notwendig macht, da herkömmliche Ni-Basis Legierungen keine höheren Temperaturen zulassen. Intermetallische Phasen, wie NiAl-Basis Legierungen mit Schmelzpunkten über 1600°C, bieten vielversprechende Alternativen. Am Gießerei-Institut der RWTH Aachen wurde die Gießtechnik für die NiAl FG 75 Legierung entwickelt. Eine Herausforderung bei der Fertigung ist der legierungstypische Duktil-Spröd-Übergang, der eine Verformung unterhalb von etwa 1000°C bis 700°C stark einschränkt. Die hohen Temperaturen beim Abguss erfordern ein spezielles Formschalensystem mit ausreichender chemischer und mechanischer Stabilität. Um Risse zu vermeiden, muss die metallische Schrumpfung nach der Erstarrung berücksichtigt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein geeignetes Kernmaterial für hohle Geometrien entwickelt, das Formschalensystem angepasst und Prozessparameter wie Formschalentemperatur, Gießtemperatur und Abkühlgeschwindigkeit optimiert. Verschiedene Kernmaterialien wurden an Prinzipbauteilen getestet, während die Gussteilgröße auf realistische Dimensionen erhöht wurde. Nume