Högtemperaturmaterial för turbinstrukturer

Viktiga resultat som projektet gav

Vid utmattning i metalliska material initieras sprickor som sedan tillväxer vid varje lastväxling för att till sist nå kritisk spricklängd. Utmattningskaraktärisering av material sker normal vid 1 Hz och resultaten från sådan provning utgör sedan underlag vid konstruktion av de flesta flygmotorkomponenter. är temperaturen hög (> 500 °C) kan dock tillväxten av sprickor ske flera tiopotenser snabbare, om de samtidigt utsätts för dragbelastning under längre tid på grund av en växelverkan mellan korngränsoxidation och spänningskoncentrationen vid sprickspetsen. Resultaten från den inledande fasen av samarbetet inom NFFP4-projektet, 2007 2008, mellan VAC och Chalmers har med allt tydlighet visat att denna effekt måste tas på största allvar. Vår kunskap om detta är också redan i världsklass, men mer förståelse krävs för att vi skall kunna skapa materialmodeller, som är användbara vid konstruktionsarbete. I den planerade fortsättningen är vi nu mogna för att utnyttja de avancerade analysinstrument, som står till förfogande hos Chalmers och samtidigt utnyttja den mekaniska provning, som utförs inom ett Turbokraftprojekt i Linköping för att nå detta mål.

Långsiktiga effekter som förväntas

De aktuella resultaten har redan väckt internationellt intresse inte minst från GE, vilket antyder att vi är på rätt spår när det gäller att positionera oss som konstruktionspartner på högsta nivå i kraft av vår kompetens. Vi blir kapabla att förutsäga livslängder på ett mer tillförlitligt sätt i våra konstruktioner.

Upplägg och genomförande

Syftet med det projekt, som nu pågått i två år på Tillämpad Fysik och på Material och Tillverkningsteknik på Chalmers tillsammans med Volvo Aero, har varit att klargöra mekanismerna bakom den spricktillväxt, som under hålltiden sker i gränserna mellan de metalliska, kristallografiska kornen i materialet, så att realistiska materialmodeller kan skapas och som senare kan användas i konstruktionsarbete. Provning utförs på Volvo Aero och på KIMAB men även i samarbete med Turbokraft på Linköpings universitet som också ansvarar för att utveckla en materialmodell.