TY - THES

T1 - Einsatz einer intermetallischen TiAl-Legierung als Turbinenradwerkstoff im Abgasturbolader für Dieselmotoren

AU - Themeßl, Albert

N1 - gesperrt bis 31-03-2019

PY - 2014

Y1 - 2014

N2 - Aufgrund der immer strenger werdenden gesetzlichen Bestimmungen für Abgasgrenzwerte zukünftiger Antriebssysteme, insbesondere in Bezug auf den Ausstoß von Kohlendioxid (CO2), wird in der Automobilindustrie verstärkt die Strategie des sogenannten „Downsizing“ von Motoren verfolgt. Hierbei werden Verbrennungsmotoren kleinen Hubraums mithilfe von Abgasturboladern aufgeladen. Durch den gesteigerten Wirkungsgrad der Aggregate werden der Verbrauch und die Schadstoffemissionen, bezogen auf die Leistung, reduziert. Turbinenräder von Abgasturboladern sind im Einsatz sowohl hohen Temperaturen, als auch hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Die geringe Dichte von intermetallischen γ-Titanaluminid (γ-TiAl) Legierungen im Vergleich zu den bisher verwendeten Nickelbasislegierungen sowie die ausgewogenen mechanischen Eigenschaften machen diese Legierungen zu attraktiven Alternativen zu den bisher verwendeten Werkstoffen. Die Verringerung des Läufergewichtes im Turbolader verbessert das Ansprechverhalten und somit den Wirkungsgrad des Gesamtsystems. In der vorliegenden Arbeit wird der Einsatz einer γ-TiAl-Basislegierung der nominellen Zusammensetzung Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B (in at%) als Turbinenradwerkstoff von Turboladern für Dieselmotoren untersucht. Hierbei liegt das Hauptaugenmerk auf der Bestimmung der Gefügestabilität mithilfe von isothermen Glühungen. Die Ergebnisse werden mit am Heißgasprüfstand gelaufenen Turbinenrädern verglichen. Des Weiteren wird die Legierung hinsichtlich des Oxidationsverhaltens untersucht.

AB - Aufgrund der immer strenger werdenden gesetzlichen Bestimmungen für Abgasgrenzwerte zukünftiger Antriebssysteme, insbesondere in Bezug auf den Ausstoß von Kohlendioxid (CO2), wird in der Automobilindustrie verstärkt die Strategie des sogenannten „Downsizing“ von Motoren verfolgt. Hierbei werden Verbrennungsmotoren kleinen Hubraums mithilfe von Abgasturboladern aufgeladen. Durch den gesteigerten Wirkungsgrad der Aggregate werden der Verbrauch und die Schadstoffemissionen, bezogen auf die Leistung, reduziert. Turbinenräder von Abgasturboladern sind im Einsatz sowohl hohen Temperaturen, als auch hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Die geringe Dichte von intermetallischen γ-Titanaluminid (γ-TiAl) Legierungen im Vergleich zu den bisher verwendeten Nickelbasislegierungen sowie die ausgewogenen mechanischen Eigenschaften machen diese Legierungen zu attraktiven Alternativen zu den bisher verwendeten Werkstoffen. Die Verringerung des Läufergewichtes im Turbolader verbessert das Ansprechverhalten und somit den Wirkungsgrad des Gesamtsystems. In der vorliegenden Arbeit wird der Einsatz einer γ-TiAl-Basislegierung der nominellen Zusammensetzung Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B (in at%) als Turbinenradwerkstoff von Turboladern für Dieselmotoren untersucht. Hierbei liegt das Hauptaugenmerk auf der Bestimmung der Gefügestabilität mithilfe von isothermen Glühungen. Die Ergebnisse werden mit am Heißgasprüfstand gelaufenen Turbinenrädern verglichen. Des Weiteren wird die Legierung hinsichtlich des Oxidationsverhaltens untersucht.

KW - intermetallic materials

KW - titanium aluminide

KW - TiAl

KW - TNM

KW - turbocharger

KW - turbine wheel

KW - Intermetallische Werkstoffe

KW - Titanaluminid

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KW - TNM

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KW - Turbinenrad

M3 - Diplomarbeit

ER -