Wenn sich Metalle zu einer Legierung vereinen, setzt sich in deren Mikrostruktur einiges in Bewegung. Wie fest, belastbar, hitzebeständig und chemisch homogen das Endprodukt, zum Beispiel eine Turbinenschaufel letztendlich ist, hängt stark von den thermo-mechanischen Belastungen während der Herstellung ab. Gerade für Hochleistungslegierungen, wie sie in der Luftfahrt zum Einsatz kommen, sind hierbei noch viele Detailfragen ungeklärt.
„Wir wissen zwar, dass thermomechanische Prozesse im Design von Hochleistungswerkstoffen eine wichtige Rolle spielen. Nichtsdestotrotz ist die Steuerung der erwünschten Eigenschaften einer Legierung mittels konkreter Prozessparameter und Prozessrouten noch eine Herausforderung für die Industrie und ein heißes Thema in der Metallforschung.“, sagt Maria Cecilia Poletti, Materialforscherin am Institut für Werkstoffkunde, Fügetechnik und Umformtechnik der TU Graz. Poletti leitet das „Christian Doppler Labor für Design von Hochleistungslegierungen mittels thermo-mechanischer Prozesstechnik“, da vor kurzem an der TU Graz eröffnet wurde.
Wettbewerbsvorteile durch Grundlagenforschung
„Hochleistungslegierungen spielen eine wichtige Rolle für den technischen Fortschritt im Leichtbau und im Bereich Automotive“, sagt Wissenschafts- und Wirtschaftsminister Harald Mahrer. „In diesem CD-Labor wird die Grundlage für praktische Anwendungen gelegt, von denen wichtige Industriezweige in Österreich profitieren. Das Zusammenspiel zwischen Wissenschaft und Wirtschaft ist dafür eine perfekte Grundlage und ermöglicht Forschung entlang der Bedürfnisse der Betriebe.“
Fokus auf Nichteisenlegierungen
Der Fokus des neuen CD-Labors liegt auf Nichteisenlegierungen, etwa Titan-, Nickel- oder Aluminiumlegierungen, für Bauteile und deren Verarbeitungsprozesse. Das Team des CD-Labors wird die physikalischen Phänomene, die in metallischen Werkstoffen während der industriellen Herstellung und nachfolgenden Anwendung auftreten, charakterisieren, beschreiben und modellieren und darauf aufbauend physikalisch-basierte Multiskalenmodelle entwickeln, die für verschiedene Materialien und Verfahren verallgemeinert angewendet werden können.
Drei Millionen Euro
Unternehmenspartner für sieben Jahre sind der Metallproduzent Nemak mit Sitz in Mexiko und in Linz, der Gussaluminiumteile für die Automobilindustrie herstellt, sowie die BÖHLER Schmiedetechnik GmbH mit Sitz in Kapfenberg, die sich im Bereich von Knetlegierungen auf Titan- und Nickelbasis einbringt. Von den beiden Firmenpartnern und der Christian Doppler Gesellschaft fließen insgesamt rund drei Millionen Euro in das CD-Labor, bei einer Laufzeit von sieben Jahren.