Stadig høyere krav som er plassert på materialene som brukes i konstruksjonen av moderne dieselmotorer for frakt-og passasjerskip: Strammere utslipp standarder og stigende oljepriser ringe for større energieffektivitet, mens på samme tid økende mengder hestekrefter pakkes ut fra stadig mindre motorer. Denne utviklingen har resultert i en betydelig økning i driftstemperaturen i forbrenningskammeret.
Disse høye temperaturer er skyve materialene som nå brukes på dette området til sine grenser. For å møte de økte kravene ThyssenKrupp VDM har optimalisert sin velprøvde høyfast nikkel superalloy Legering 80A for bruk i ventiler av store to-takts marine dieselmotorer. Høytemperaturkorrosjon resistens har blitt betydelig forbedret ved økt krom innhold, mens styrken på materialet har blitt opprettholdt ved bruk av ytterligere legeringselementer.
Moderne store marine diesel motorer i 4000 til 80.000 kW strøm rekkevidde kan veie opp til 2300 tonn. Ventilene brukes i dem er opptil to meter i størrelse og veie 300 kilo. De er utsatt for høye mekaniske påkjenninger og risiko fra varm gass korrosjon. Brennkammeret er utsatt for svært høye temperaturer, som i kombinasjon med tung olje som brukes i store dieselmotorer angripe overflaten av ventilen stammer forårsaker kraftig korrosjon. Materialet brukes til ventiler må derfor være spesielt korrosjonsbestandig og langvarig. Målet med å utvikle materiell for ventil stammer er å ytterligere forbedre disse egenskapene. ThyssenKrupp VDM reagerer på denne utfordringen med sin nye superalloy, utviklet i nært samarbeid med den finske motor maker Wärtsilä og ventilen produsenten Märkisches Werk Halver.
Som en erfaren produsent av komponenter til store marine dieselmotorer, tilbød Märkisches Werk Halver den infrastrukturen som er nødvendig for å validere og implementere det nye materialet i ventilstammen søknaden. "Ytelsen til ventilstammen er nært knyttet til kvaliteten på materialet," sier prosjektleder arbeidstaker Rainer Weigelt fra Märkisches Werk Halver. "Å møte alle krav i ett materiale er en stor utfordring, men er den eneste måten å oppnå effektiv og optimalisert forbrenningsprosesser med reduserte forurensende utslipp."
"I ThyssenKrupp VDM hadde vi en enestående materiale produsent med stor ekspertise i høytemperatur korrosjon på vår side," sier Dr. Dietmar Schlager, som ledet prosjektet for Wärtsilä. Motoren Produsenten har bred kunnskap om kravene til materialer og motorkomponenter, samt omfattende ventil test evner. I en av de første testene en ventil ble laget av det nye materialet og montert i motoren på et containerskip. "Resultatene av langsiktig feltet testing var veldig lovende," forklarer Schlager. "Nå er vi tester ytterligere seks ventiler og vi forventer at disse felttester for å levere mer informasjon om produksjon beredskap."
Det nye materialet har også stort potensial på andre områder. Den kan brukes overalt hvor høye krav til høytemperaturkorrosjon motstand i forbindelse med aggressive olje. "Vi ser enestående utsikter for materialet i auto området også," sier Dr. Jutta Klöwer, prosjektleder hos ThyssenKrupp VDM, "særlig gitt trend mot mer kraftfulle motorer med høyere brennkammer temperaturer."