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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Arbeitsgruppe Zeitstandlabor

Neben den üblichen mechanischen Auslegungskennwerten ist für dauerbelastete metallische Werkstoffe und auch metall-keramische Werkstoffverbunde in Energieumwandlungssystemen (Dampferzeuger, Turbinen, Hochtemperaturbrennstoffzellenstapel, Wärmeübertrager, Abgasanlagen, etc.) auch das zeitabhängige Verformungs-, Schädigungs- und Versagensverhalten bei hoher Temperatur von entscheidender Bedeutung für die Betriebssicherheit von Komponenten und Anlagen. In der Praxis spielen dabei nicht nur Temperatur und mechanische Belastung eine Rolle, auch den Atmosphären in denen die Werkstoffe arbeiten kommt aufgrund möglicher Überlagerung von mechanischer Schädigung und Korrosionsangriff eine hohe Bedeutung zu. Aus diesem Grunde werden Zeitstand-, Kriech- und Spannungsrelaxationsversuche sowohl in Luft wie auch unter simulierten Betriebsatmophären (Wasserdampf, simulierte Verbrennungsabgase wie bspw. sog. OxyFuel-Atmosphäre: 70% CO2 / 29% H2O/ 1% O2) durchgeführt. Neben der Ermittlung mechanischer Kennwerte und möglicher Einflüsse der Testatmosphäre auf diese liegt das Hauptaugenmerk auf der flankierenden Mikrostrukturuntersuchung zur Charakterisierung der Verfestigungs-, Verformungs- und Versagensmechanismen.

Vergleich je einer Kriechkurve eines konventionellen 9-12% Cr-Stahls und eines lavesphasenverstärkten Stahls bei identischen Versuchsbedingungen

Ferritische Höchstleistungsstähle für den Dampfkraftwerksbau

Mit der nächsten Generation von Dampfkraftwerken sollen thermische Wirkungsgrade von 42 bis 45% verwirklicht werden.

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Reaktivlöten zur Verbindung von keramischen und metallischen Bauteilen

Das IEK-2 arbeitet seit einigen Jahren an mehreren Projekten mit RAB-Loten, deren Ziel es ist, keramische Bauteile in bestehende Systeme zu integrieren.

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