Eisen-Aluminium-Legierungen Für Thermomechanisch Belastete Komponenten Im Abgasstrang

Der Wunsch der Kunden nach verbrauchsarmen und zugleich komfortablen und sicheren Fahrzeugen fuhrt im Zusammenspiel mit immer strengeren Emissionsgrenzwerten zu stetig steigenden Anforderungen an die Motorentechnik. Das Downsizing in Kombination mit Aufladung stellt einen Ansatz zur Wirkungsgradsteigerung von Verbrennungsmotoren dar. Allerdings bedingt die hohere spezifische Leistung dieser Motoren den Einsatz hochtemperaturbestandiger Werkstoffe im Abgaskrummer und Turbolader. So...
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Der Wunsch der Kunden nach verbrauchsarmen und zugleich komfortablen und sicheren Fahrzeugen fuhrt im Zusammenspiel mit immer strengeren Emissionsgrenzwerten zu stetig steigenden Anforderungen an die Motorentechnik. Das Downsizing in Kombination mit Aufladung stellt einen Ansatz zur Wirkungsgradsteigerung von Verbrennungsmotoren dar. Allerdings bedingt die hohere spezifische Leistung dieser Motoren den Einsatz hochtemperaturbestandiger Werkstoffe im Abgaskrummer und Turbolader. So finden beim Ottomotor, bei dem die Abgastemperatur vor der Turbine jenseits von 1000 Grad C liegen kann, uberwiegend hochwarmfeste Gusseisen- und Stahlsorten Einsatz. Aufgrund hoher Gehalte an teuren Legierungselementen wie Chrom und insbesondere Nickel stellt die Entwicklung alternativer kostengunstiger Werkstoffe ein Forschungsdesiderat dar. Im Rahmen der Arbeit wird die Eignung von Eisenaluminiden als Werkstoff fur den Einsatz in thermomechanisch belasteten Bauteilen am Beispiel eines Abgaskrummermoduls untersucht und bewertet. Verschiedene Legierungskonzepte werden dabei makro- und mikrostrukturell beschrieben und die zugehorigen physikalischen und mechanischen Eigenschaften ermittelt. Unterstutzt durch Strukturberechnungen werden vielversprechende Legierungen ausgewahlt und deren Eignung abschliessend anhand von Bauteilversuchen auf dem Motorprufstand uberpruft.