Verbundvorhaben LEIMAT - Leichte Materialien für Turbinenschaufeln: Entwicklung einer leichten Superlegierung für große Gasturbinenschaufeln als hocheffiziente Turbinentechnologie zur Unterstützung der Energiewende

Abstract

Eine Steigerung der Energieeffizienz und Leistung, und damit die Senkung der spezifischen Emissionen, ist für stationäre Gasturbinen nur unter Verwendung größerer Schaufeln in den Turbinenendstufen möglich. Mit den aktuell vorhandenen Werkstofflösungen konventionell oder gerichtet erstarrter Nickelbasis-Superlegierungen sind aus Gewichts-, Fertigungs- und aerodynamischen Gründen keine weiteren Größensprünge von Gasturbinenschaufeln bezogen auf die heutigen Leistungsklassen mehr realisierbar. Die Entwicklung von Gasturbinen mit noch größeren Wirkungsgraden und größerer Leistung mit den vorhandenen Endstufenmaterialien ist daher ausgeschlossen.

Ziel dieses Gesamtvorhabens ist es daher, eine leichte Superlegierung im Hinblick auf die geforderten Werkstoffeigenschaften und Herstellbarkeit zu entwickeln und die Eigenschaften für die praktische Anwendung beschreibbar aufzubereiten. Auf Basis dessen sollen umfangreiche Datensätze als Grundlage für Lebensdauermodelle für Legierungen mit richtungsabhängigen Eigenschaften und eingeschränkten Wärmebehandlungsmöglichkeiten entwickelt werden, die in der Lage sind, die Werkstoffausnutzung im Design durch verbesserte Beschreibungen des Deformationsund Schädigungsverhaltens zu optimieren. Diese Zielsetzung spiegelt sich in den Aufgabenpaketen der Teilvorhaben der Projektpartner Siemens Energy und Technische Universität Darmstadt wider, wie im Folgenden beschrieben.