Computergestützte Entwicklung von Interdiffusions-Schichten zum Schutz niedriglegierter Stähle

Das beantragte bilaterale Forschungsprojekt zielt auf die Entwicklung und Modellierung eines neuen Verfahrens zur Herstellung korrosionsbeständiger Interdiffusionsschichten auf niedriglegierten Stählen für Hochtemperaturanwendungen, wie z.B. in der Energietechnik. Einzelne Schichten aus Ni, Cr und Al werden galvanisch auf die Proben abgeschieden (Cranfield University). Mit Hilfe einer geeigneten Vakuumwärmebehandlung können daraus maßgeschneiderte Gradientenschichten erzeugt werden, die das Substrat wirksam gegen Hochtemperaturkorrosion zu schützen. Dieses wird durch Oxidationsversuche nachgewiesen. Der Fokus des Projekts an der Hochschule Osnabrück liegt auf der Entwicklung und Verifikation eines Computermodells auf der Basis der Methode der Zellularen Automaten unter Berücksichtigung von Mehrkomponenten-Interdiffusion, unter Einbeziehung von (i) der Differenzierung zwischen Volumen- und Korngrenzendiffusion, (ii) mechanischer Spannungen und (iii) der Bildung von Kirkendall-Porosität. Als Ergebnis kann der Schichtbildungsprozess modelliert und vorhergesagt werden, mit dem Ziel, die Korrosionsbeständigkeit zu optimieren.

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