Inhalte

• Prozesstechnische Grundlagen additiver Fertigungsverfahren zur Herstellung metallischer Strukturen
• Mikrostrukturelle Charakteristika additiv gefertigter metallischer Werkstoffe
• Auswirkungen einer Variation der Prozessparameter im additiven Fertigungsprozess auf die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften metallischer Werkstoffe
• Eigenspannungsverteilungen in additiv gefertigten metallischen Bauteilen
• Prozessinduzierte Kerbwirkungen in additiv gefertigten Strukturen
• Auswirkungen von thermischen und mechanischen Nachbearbeitungsverfahren auf die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften additiv gefertigter metallischer Bauteile
• Ermüdungsverhalten additiv gefertigter metallischer Werkstoffe
• Einfluss prozessinduzierter mikrostruktureller Defekte auf die Ermüdungslebensdauer additiv gefertigter metallischer Bauteile
• Veranschaulichung der theoretischen Grundlagen an ausgewählten Anwendungsbeispielen

Bei Fragen:  Paula Rahm

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Additiv gefertigte metallische Werkstoffe im KIS

Inhalte

Hochtemperaturbauteile in Gasturbinen für die Kraftwerkstechnik und in Flugtriebwerken sowie in modernen Dampfturbinen unterliegen höchsten mechanischen Beanspruchungen bei Temperaturen, die bis zu 90% des Schmelzpunktes der verwendeten Werkstoffe erreichen können. Eine fundierte Kenntnis der auftretenden Beanspruchungen und dabei vorliegenden Eigenschaften typischer Hochtemperaturwerkstoffe (Nickel- und Cobalt-Basislegierungen, hochwarmfeste Stähle, keramische Wärmedämmschichtsysteme) ist daher essentiell für die sichere Auslegung solcher Komponenten

Die Vorlesung gibt zunächst einen Überblick über die Anforderungen für Werkstoffe in modernen Hochtemperaturbauteilen und geht auf die wesentlichen Beanspruchungsarten (Zeitstandbelastung, Hochtemperaturermüdung, Hochtemperaturkorrosion, thermomechanische Ermüdung) ein. Anschließend werden die wesentlichen Hochtemperaturwerkstoffe vorgestellt, wobei der Schwerpunkt auf einem fundierten Verständnis der Beziehungen zwischen Werkstoffzusammensetzung, Mikrostruktur und praxisrelevanten Eigenschaften liegt.

Bei Fragen: Sven Harbusch 

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Hochtemperaturwerkstoffe für die Energie- und Luftfahrttechnik im KIS

Inhalte

Strukturbeschreibung von Festkörpern, Gitterstrukturen, Mischkristallbildung, Versetzungen, Legierungslehre, Phasenregeln, Zustandsdiagramme binärer und ternärer Legierungen.

Bei Fragen: Dr.-Ing. Bastian Blinn

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Werkstoffkunde 1 im KIS

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In der Vorlesung „Schwingfestigkeit metallischer Werkstoffe I“ werden grundlegende Ermüdungsprozesse unter einstufiger Schwingbeanspruchung bei konstanter Temperatur dargestellt und erläutert. Schwerpunkt ist hierbei das Verständnis der Wechselwirkungen von Beanspruchung, Mikrostruktur, Verformungs- bzw. Schädigungsmechanismen und Lebensdauer von Stählen und Leichtmetallen. Darüber hinaus werden wichtige Einflussfaktoren auf die Ermüdungsfestigkeit diskutiert. Begleitet zu der grundlegenden Beschreibung von Ermüdungsprozessen werden praxisorientierte Auslegungsverfahren der klassischen Dauerfestigkeit vorgestellt und an einigen Beispielen angewendet. Ergänzend werden moderne, zerstörungsfreie Messverfahren für die Charakterisierung Wechselverformungs- und Ermüdungsverhalten präsentiert.

Bei Fragen: Constanze Backes

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Schwingfestigkeit metallischer Werkstoffe I im KIS

Inhalte

Die Auswahl des geeigneten Werkstoffes ist von enormer Bedeutung für den Erfolg eines Produkts. Die Anzahl der verfügbaren Werkstoffe ist enorm und steigt stetig durch Neu- und Weiterentwicklungen verbunden mit veränderten und verbesserten Eigenschaftsprofilen.  Die Werkstoffauswahl ist somit ein dynamischer Prozess, der für den Erfolg eines Produktes bzw. Unternehmens von entscheidender Bedeutung sein kann.

Ziel dieser Lehrveranstaltung ist es, Sicherheit und Erfahrung in diesem komplexen Werkstoffauswahlprozess zu gewinnen. Daher werden die wichtigsten Aspekte und Kriterien der Werkstoffauswahl behandelt und Methoden für eine systematische Vorgehensweise beim Auswahlprozess vorgestellt.

Dabei werden folgende Schwerpunkte behandelt:

• Allgemeine Aspekte der Werkstoffauswahl

• Die wichtigsten Konstruktionswerkstoffe und deren Eigenschaften 

• Vorgehensweisen bei der Werkstoffauswahl 

• Werkstoffeigenschaftsschaubilder und Materialindices

• Probleme/Konflikte bei der Werkstoffentscheidung

• Geometrieeinflüsse der Werkstoffauswahl (Formfaktoren)

• Industriedesign und Werkstoffcharakter (Fertigungseinflüsse)

• Lieferketten und Nachhaltigkeit 

• Einsatz von Verbundwerkstoffen und Werkstoffverbunden

• Einflüsse der Einsatztemperatur

• Funktionale Materialien

• Anwendungs- und Übungsbeispiele aus verschiedenen Bereichen des Maschinenbaus

Bei Fragen:Fabian Thul

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Methodik der Werkstoffauswahl im KIS