Aufgrund ihres einzigartigen hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses, ihrer Bruchfestigkeit und ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit werden Titanlegierungen häufig in der industriellen Produktion eingesetzt.Immer mehr Unternehmen bevorzugen bei der Herstellung von Laufrädern und Schaufeln die Titanlegierung TC11 anstelle von TC4, da diese eine bessere Verbrennungsbeständigkeit aufweist und längere Zeit bei hohen Temperaturen arbeiten kann.Titanlegierungen sind klassische, schwer zu bearbeitende Materialien, da sie bei erhöhter Temperatur eine inhärente hohe Festigkeit und eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, die zu hohen Schnitttemperaturen führt.Bei manchen Flugzeugtriebwerkskomponenten, beispielsweise Laufrädern, die verdrehte Oberflächen aufweisen, ist es schwierig, die immer höheren Anforderungen an die Oberflächenqualität allein durch den Fräsvorgang zu erfüllen.
In einem Verbrennungsmotor für Kraftfahrzeuge hat ein Turboladerrotor zur Steigerung sowohl der Leistungseffizienz als auch der Kraftstoffreduzierung beigetragen, da das Abgas die Ansaugeffizienz ohne zusätzlichen Kraftstoffverbrauch fördert.Allerdings hat der Turboladerrotor einen schwerwiegenden Nachteil, der als „Turboverzögerung“ bezeichnet wird und den stabilen Betrieb des Turboladers unter 2000 U/min verzögert.Titanaluminide können das Gewicht im Vergleich zu herkömmlichen Turboladern auf die Hälfte reduzieren.Darüber hinaus zeichnen sich TiAl-Legierungen durch eine Kombination aus geringer Dichte, hoher spezifischer Festigkeit, hervorragenden mechanischen Eigenschaften und Hitzebeständigkeit aus.Dementsprechend können TiAl-Legierungen das Turboverzögerungsproblem beseitigen.Bisher wurden bei der Herstellung von Turboladern Pulvermetallurgie und Gießverfahren integriert.Aufgrund der schlechten Festigkeit und Schweißbarkeit ist es jedoch schwierig, das pulvermetallurgische Verfahren auf die Herstellung von Turboladern anzuwenden.
Unter dem Gesichtspunkt der Kosteneffizienz könnte der Feinguss als wirtschaftliche Endformtechnologie für TiAl-Legierungen angesehen werden.Allerdings weist der Turbolader sowohl Krümmungen als auch dünne Wandteile auf, und es gibt keine genauen Informationen wie Gießbarkeit und Fließfähigkeit in Abhängigkeit von Formtemperatur, Schmelztemperatur und Zentrifugalkraft.Die Gussmodellierung bietet eine leistungsstarke und kosteneffiziente Möglichkeit, die Wirksamkeit verschiedener Gussparameter zu untersuchen.
Referenz
Loria EA.Gamma-Titan-Aluminide als zukünftige Strukturmaterialien.Intermetallics 2000;8:1339e45.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 30. Mai 2022