Het is een wijdverbreid gebruik van titaniumlegeringen in de industriële productievelden vanwege hun unieke hoge sterkte-gewichtsverhouding, breukweerstand en superieure weerstand tegen corrosie. Een toenemend aantal bedrijven geeft er de voorkeur aan om titaniumlegering TC11 te gebruiken in plaats van TC4 bij de productie van waaiers en bladen, vanwege de betere verbrandingsweerstand en het vermogen om langdurig bij hoge temperaturen te werken. Titaniumlegeringen zijn klassieke, moeilijk te bewerken materialen vanwege hun inherente hoge sterkte, behouden bij hoge temperaturen en lage thermische geleidbaarheid, wat leidt tot hoge snijtemperaturen. Voor sommige onderdelen van vliegtuigmotoren, zoals waaiers, die getordeerde oppervlakken hebben, is het moeilijk om aan de steeds hogere eisen aan de oppervlaktekwaliteit te voldoen door alleen maar gebruik te maken van freesbewerkingen.
In een verbrandingsmotor voor auto's heeft een turbocompressorrotor bijgedragen aan de toename van zowel de vermogensefficiëntie als de brandstofreductie, omdat het uitlaatgas de inlaatefficiëntie bevordert zonder extra brandstofverbruik. De rotor van de turbocompressor heeft echter een fataal nadeel, de zogenaamde turbovertraging, waardoor de stabiele werking van de turbocompressor onder de 2000 tpm wordt vertraagd. Titaniumaluminiden kunnen het gewicht verminderen tot de helft van dat van een conventionele turbocompressor. Bovendien hebben TiAl-legeringen de combinatie van lage dichtheid, hoge specifieke sterkte, uitstekende mechanische eigenschappen en hittebestendigheid. Dienovereenkomstig kunnen TiAl-legeringen het turbovertragingsprobleem elimineren. Tot nu toe zijn bij de vervaardiging van turbocompressoren poedermetallurgie en gietprocessen geïntegreerd. Het is echter moeilijk om een poedermetallurgieproces toe te passen op de productie van turbocompressoren, vanwege de slechte degelijkheid en lasbaarheid ervan.
Vanuit het oogpunt van een kosteneffectief proces kan investeringsgieten worden beschouwd als een economische netvormtechnologie voor TiAl-legeringen. De turbocompressor heeft echter zowel krommings- als dunwandige delen, en er is geen goede informatie zoals gietbaarheid en vloeibaarheid met matrijstemperatuur, smelttemperatuur en centrifugaalkracht. Het modelleren van gieten biedt een krachtige en kostenefficiënte manier om de effectiviteit van verschillende gietparameters te bestuderen.
Referentie
Loria EA. Gamma-titaniumaluminiden als toekomstige structurele materialen. Intermetallische stoffen 2000;8:1339e45.
Posttijd: 30 mei 2022