Entwicklung eines Legierungskonzeptes für einen korrosionsträgen Lagerwerkstoff für die Anwendung in Flugzeugtriebwerken

Sven Klaus Peißl

Entwicklung eines Legierungskonzeptes für einen korrosionsträgen Lagerwerkstoff für die Anwendung in Flugzeugtriebwerken

Translated title of the contribution: Development of a material concept for a corrosion resistant bearing steel for the application in aircraft engines

Sven Klaus Peißl

Chair of Physical Metallurgy (420)

Research output: Thesis › Doctoral Thesis

Abstract

Materials for aerospace bearings are highly stressed materials loaded in a complex mechanical and tribological environment. In the contact area between ring and ball rolling and sliding motions are superimposed, the oil temperature is in the range of 200°C. Under this special lubrication conditions the bearing steel should react sufficiently with the oil additive tricresylphosphate (TCP) in order to minimize wear and friction. The standard materials used for turbine bearings are not corrosion resistant and corrosion problems occur mainly in aircraft applications near the sea, e.g. jets on aircraft carriers. The objective of the current theses is the development of a new material concept for corrosion resistant steels for aircraft bearings, which fulfils the mechanical requirements and exhibits a sufficient reactivity with the oil additive TCP. First step of the material development was a benchmark characterisation of different steels, comprising microstructure, mechanical properties, corrosion resistance, lubricated sliding contact behaviour and rolling contact fatigue. Based on these results a material concept for a new corrosion resistant bearing steel was developed, using thermo dynamical simulations. The new material concept shows a promising property profile which meets the required corrosion properties as well as a sufficient reactivity with TCP.

Translated title of the contribution	Development of a material concept for a corrosion resistant bearing steel for the application in aircraft engines
Original language	German
Supervisors/Advisors	Mori, Gregor, Assessor B (internal) Ebner, Reinhold, Assessor A (internal)
Publication status	Published - 2006

Bibliographical note

embargoed until null

Keywords

corrosion resistant bearing steel Mobil Jet II TCP tribo chemistry reactivity

Cite this

@phdthesis{09af1ed7ac9b45969e011a5e4f9fd027,

title = "Entwicklung eines Legierungskonzeptes f{\"u}r einen korrosionstr{\"a}gen Lagerwerkstoff f{\"u}r die Anwendung in Flugzeugtriebwerken",

abstract = "Werkstoffe f{\"u}r Lageranwendungen in Flugzeugtriebwerken sind hoch belastete Materialien, die komplexen mechanischen und tribologischen Belastungen ausgesetzt sind. In der Kontaktzone zwischen Lagerring und W{\"a}lzk{\"o}rper sind Roll- und Gleitbewegungen {\"u}berlagert, die {\"O}ltemperatur liegt im Bereich von 200°C. Unter diesen speziellen Schmierungsbedingungen soll der Lagerwerkstoff mit dem {\"O}ladditiv Tricresylphosphat (TCP) reagieren, um Reibung und Verschlei{\ss} zu minimieren. Da die verwendeten Standardlagerwerkstoffe nicht korrosionstr{\"a}ge sind, treten Korrosionsprobleme bei Flugzeugen auf, die in Meeresn{\"a}he eingesetzt werden, z.B. Flugzeuge auf Flugzeugtr{\"a}gern. Das Ziel dieser Arbeit war es, ein Werkstoffkonzept f{\"u}r einen korrosionstr{\"a}gen Lagerwerkstoff zu entwickeln, welches die mechanischen Anforderungen erf{\"u}llt und eine ausreichende Reaktivit{\"a}t gegen{\"u}ber dem TCP aufweist. Als erstes wurde ein Benchmark an unterschiedlichen Lagerwerkstoffen durchgef{\"u}hrt und unter anderem die Korrosionstr{\"a}gheit, das Verschlei{\ss}verhalten im geschmierten Kontaktbereich und die {\"U}berrolleigenschaften untersucht. Darauf aufbauend wurde ein Werkstoffkonzept f{\"u}r einen neuen korrosionstr{\"a}gen Lagerwerkstoff, unter Verwendung von thermodynamischen Simulationen, entwickelt. Das entwickelte Werkstoffkonzept zeigt ein viel versprechendes Eigenschaftsprofil, das sowohl die geforderte Korrosionstr{\"a}gheit erreicht, als auch eine ausreichende Reaktivit{\"a}t gegen{\"u}ber TCP aufweist.",

keywords = "corrosion resistant bearing steel Mobil Jet II TCP tribo chemistry reactivity, Korrosionstr{\"a}ger Lagerwerkstoff Mobil Jet II TCP Tribochemie Reaktivit{\"a}t",

author = "Pei{\ss}l, {Sven Klaus}",

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year = "2006",

language = "Deutsch",

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TY - BOOK

T1 - Entwicklung eines Legierungskonzeptes für einen korrosionsträgen Lagerwerkstoff für die Anwendung in Flugzeugtriebwerken

AU - Peißl, Sven Klaus

N1 - gesperrt bis null

PY - 2006

Y1 - 2006

N2 - Werkstoffe für Lageranwendungen in Flugzeugtriebwerken sind hoch belastete Materialien, die komplexen mechanischen und tribologischen Belastungen ausgesetzt sind. In der Kontaktzone zwischen Lagerring und Wälzkörper sind Roll- und Gleitbewegungen überlagert, die Öltemperatur liegt im Bereich von 200°C. Unter diesen speziellen Schmierungsbedingungen soll der Lagerwerkstoff mit dem Öladditiv Tricresylphosphat (TCP) reagieren, um Reibung und Verschleiß zu minimieren. Da die verwendeten Standardlagerwerkstoffe nicht korrosionsträge sind, treten Korrosionsprobleme bei Flugzeugen auf, die in Meeresnähe eingesetzt werden, z.B. Flugzeuge auf Flugzeugträgern. Das Ziel dieser Arbeit war es, ein Werkstoffkonzept für einen korrosionsträgen Lagerwerkstoff zu entwickeln, welches die mechanischen Anforderungen erfüllt und eine ausreichende Reaktivität gegenüber dem TCP aufweist. Als erstes wurde ein Benchmark an unterschiedlichen Lagerwerkstoffen durchgeführt und unter anderem die Korrosionsträgheit, das Verschleißverhalten im geschmierten Kontaktbereich und die Überrolleigenschaften untersucht. Darauf aufbauend wurde ein Werkstoffkonzept für einen neuen korrosionsträgen Lagerwerkstoff, unter Verwendung von thermodynamischen Simulationen, entwickelt. Das entwickelte Werkstoffkonzept zeigt ein viel versprechendes Eigenschaftsprofil, das sowohl die geforderte Korrosionsträgheit erreicht, als auch eine ausreichende Reaktivität gegenüber TCP aufweist.

AB - Werkstoffe für Lageranwendungen in Flugzeugtriebwerken sind hoch belastete Materialien, die komplexen mechanischen und tribologischen Belastungen ausgesetzt sind. In der Kontaktzone zwischen Lagerring und Wälzkörper sind Roll- und Gleitbewegungen überlagert, die Öltemperatur liegt im Bereich von 200°C. Unter diesen speziellen Schmierungsbedingungen soll der Lagerwerkstoff mit dem Öladditiv Tricresylphosphat (TCP) reagieren, um Reibung und Verschleiß zu minimieren. Da die verwendeten Standardlagerwerkstoffe nicht korrosionsträge sind, treten Korrosionsprobleme bei Flugzeugen auf, die in Meeresnähe eingesetzt werden, z.B. Flugzeuge auf Flugzeugträgern. Das Ziel dieser Arbeit war es, ein Werkstoffkonzept für einen korrosionsträgen Lagerwerkstoff zu entwickeln, welches die mechanischen Anforderungen erfüllt und eine ausreichende Reaktivität gegenüber dem TCP aufweist. Als erstes wurde ein Benchmark an unterschiedlichen Lagerwerkstoffen durchgeführt und unter anderem die Korrosionsträgheit, das Verschleißverhalten im geschmierten Kontaktbereich und die Überrolleigenschaften untersucht. Darauf aufbauend wurde ein Werkstoffkonzept für einen neuen korrosionsträgen Lagerwerkstoff, unter Verwendung von thermodynamischen Simulationen, entwickelt. Das entwickelte Werkstoffkonzept zeigt ein viel versprechendes Eigenschaftsprofil, das sowohl die geforderte Korrosionsträgheit erreicht, als auch eine ausreichende Reaktivität gegenüber TCP aufweist.

KW - corrosion resistant bearing steel Mobil Jet II TCP tribo chemistry reactivity

KW - Korrosionsträger Lagerwerkstoff Mobil Jet II TCP Tribochemie Reaktivität

M3 - Dissertation

ER -