Projekt Ti-Star

Entwicklung neuer Titanlegierungen mit reduzierter Empfindlichkeit gegenüber Wasserstoffversprödung

Kurzübersicht

Ein hohes Interesse an neuen, umweltfreundlichen Antriebstechnologien führt unausweichlich zu einem großen Bedarf an H2-Versorgungssystemen. Durch die Entwicklung neuer Titanlegierungen mit verbesserter Eignung für den Einsatz in wasserstoffhaltige Umgebungen unterstützt das Forschungsvorhaben Ti-Star die Einführung neuartiger Antriebssysteme aller Art.

Aufgrund der guten spezifischen Eigenschaften von Titanwerkstoffen ist es erstrebenswert, diese in wasserstoffhaltigen Umgebungen im Mobilitätssektor einzusetzen. Jedoch kann es bei Kontakt mit Wasserstoff zu der Bildung einer spröden Hydridphase kommen, die für ein vorzeitiges Versagen sorgt und allgemeinhin als Wasserstoffversprödung von Titanwerkstoffen bekannt ist. Dadurch ist bisher der Einsatz bisher bekannter Titanlegierungen wie Ti-6Al-4V stark eingeschränkt.

An dieser Stelle setzt das Projekt an und untersucht den Einfluss gezielt ausgesuchter Legierungselemente auf das Verhalten von Titanwerkstoffen unter Wasserstoffbedingungen mit dem Ziel eine neuartige Legierung für die beschriebenen Einsatzzwecke zu entwickeln, die es der Hanseatischen Warenhandelsgesellschaft ermöglicht, ihr Angebotsspektrum zu erweitern und neue Märkte zu erschließen. Ein vielversprechender Lösungsansatz zur Reduzierung der Empfindlichkeit des Werkstoffs gegenüber der Wasserstoffversprödung ist das Einbringen anderer Hydridverbindungen, die weniger versprödend wirken und durch eine höhere Affinität die Bildung von Titanhydriden verhindern.

Laufzeit
01/07/2025 – 30/06/2027
Projektleiter
Dr.-Ing. Patrick Voigt
Projektträger
Bremer Aufbau-Bank GmbH
Förderkennzeichen
65015468

Projekt TiStar Poster
Raum für Innovation: Poster mit Projekt-Überblick für das EFRE-geförderte Projekt Ti-Star

Unter Zuhilfenahme der Simulationssoftware Thermo-Calc können Phasendiagramme, entscheidende Eigenschaften wie die Wasserstofflöslichkeiten in unterschiedlichen Gefügen in Abhängigkeit verschiedener Legierungselemente, Phasenanteile und Umwandlungstemperaturen bestimmter Phasen analysiert werden. Diese Digitalisierung der Entwicklungsprozesse ermöglicht die gezielte Untersuchung vielversprechender Legierungszusammensetzung in der Praxis. Dadurch werden Rohstoffe und Energieressourcen gespart, die wiederum selbst zu einer Reduktion von CO2-Emissionen während einer nachhaltigen Entwicklung sorgen.

Um den Einfluss der Legierungselemente untersuchen zu können, werden die ausgewählten Legierungen von der Hanseatischen Warenhandelsgesellschaft erschmolzen. Das innovative verfügbare Verfahrensprinzip ermöglicht die Herstellung eines weiten Spektrums an Legierungszusammensetzungen und bildet ein Alleinstellungsmerkmal in der Produktion von Sonderlegierungen.

Ti-Star unterstützt die regionale Entwicklung am Standort Bremen, indem auf bereits aufgebaute Kompetenzen im Bereich Titan, Titanverarbeitung sowie Legierungsentwicklung zurückgegriffen wird und diese weiterentwickelt werden. Weitere Kompetenzen in zukunftsweisenden Bereichen des „Neuen Fliegens“ und der Digitalisierung werden aufgebaut. Die lokale Prozesskette verbessert die Versorgung mit Titanwerkstoffen als kritische Rohstoffe.