Mikrostruktur und Eigenschaften keramischer Formmassen im Feinguss

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2004-06-24
Issue Year
2001
Authors
Pfennig, Anja
Editor
Abstract

Turbinenschaufeln finden ihren Einsatz heute in Industriegasturbinen für Kombikraftwerke und Flugzeugtriebwerken /SET00/, /SIN94/. Durch gerichtete Erstarrung können stängelförmige oder einkristalline Kornstrukturen erzeugt werden. Solche Gefügestrukturen ermöglichen höhere Einsatztemperaturen der Turbinenschaufeln. Damit werden höhere Leistungen oder längere Lebensdauern erreicht und der Wirkungsgrad beträchtlich gesteigert /KRU98/. Der Bedarf nach neuen komplexen Legierungen und größeren Bauteilen erfordert die gezielte Anpassung der verwendeten keramischen Systeme an den Gießprozess. Zu diesen keramischen Systemen zählen die Formschale und der Tiegel. Die Stützschicht oder Back-up-schicht der keramische Formschale bestimmt die Maßgenauigkeit der Bauteile und garantiert eine endkonturnahe Fertigung. Ziel dieser Arbeit ist es, die Mikrostrukturcharakteristika der in dieser Arbeit untersuchten SiO2-gebundenen Al2O3-Stützschicht herauszuarbeiten und ihre technische Relevanz zu erörtern. Die Korrelation der mikroskopischen mit den makroskopischen Eigenschaften und Erklärungsansätze für das mechanische Verhalten der Formschale während des Abgusses werden diskutiert. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit ist es, das Werkstoffpotenzial von zementarmem Spinellbeton als Tiegelmaterial aufzuzeigen. Die Lebensdauer der im Feinguss eingesetzten Tiegel ist von wirtschaftlicher Bedeutung, da ihr Austausch erheblichen zeitlichen und finanziellen Aufwand bedarf. Gefordert wird daher die problemlose Wiederverwendbarkeit der Tiegel bis 1600 °C bei hohen Schüttgeschwindigkeiten beim Abguss der Legierung mit gleichbleibender Qualität der Bauteile. Neben dieser thermomechanischen Belastbarkeit soll die von der Atmosphäre unabhängige Beständigkeit gegenüber den vergossenen Legierungen und die wirtschaftliche Verwendung im Gießprozess aufgezeigt werden.

DOI
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