Additive Fertigung von Bauteilen für kohlenstoffreiche Hochtemperaturumgebungen unter Verwendung von Coking und Metal Dusting unterdrückenden, katalytisch inhibierenden Grundwerkstoffen

Metal Dusting ist eine Form der Hochtemperaturkorrosion, die in chemischen Anlagen zur Synthesegasproduktion (z.B. Reformern), zu einem schnellen, aber lokal begrenzten Angriff führt. Daher bietet die additive Fertigung vor Ort ein großes Potential die Stillstandszeiten zu minimieren und damit Kosten einzusparen. Neben dem etablierten Ansatz, durch langsam wachsende Oxidschichten das Material vor Metal Dusting zu schützen, können inhibierende Elemente wie Kupfer, Zinn oder Germanium ebenfalls eine Degradierung unterdrücken. In diesem Projekt wurde daher die Metal Dusting Beständigkeit eines kommerziellen Ni-Cu Werkstoffs, der Legierung Monel 400, erstmalig erprobt sowie zusätzlich dessen additive Fertigung untersucht. Für die additive Fertigung konnten innerhalb eines Prozessfensters dichte Proben erzeugt werden. Verglichen mit konventionell hergestelltem Monell 400 besaßen diese zwar gleiche Festigkeiten und eine höhere Beständigkeit bei zyklischer Beanspruchung, aber verringerte Gleichmaß- und Bruchdehnungen sowie schlechtere Kriecheigenschaften. Durch Wärmebehandlung und heißisostatischem Pressen wurden die Unterschiede verringert bzw. vermieden. Auf Basis verschiedener Untersuchungen und Berechnungen ist somit nicht nur eine additive Fertigung komplexer Bauteile möglich, sondern es lassen sich auch die mechanischen Eigenschaften vorhersagen.