Aluminidek tytanu - Titanium aluminide

Aluminidek tytanu , Ti Al , zwykle tytan gamma , jest międzymetalicznym związkiem chemicznym . Jest lekki i odporny na utlenianie i ciepło, ale ma niską ciągliwość . Gęstość γ-TiAl wynosi około 4,0 g/cm³. Znajduje zastosowanie w kilku zastosowaniach, w tym w samolotach, silnikach odrzutowych, sprzęcie sportowym i samochodach. Rozwój stopów na bazie TiAl rozpoczął się około 1970 roku. Stopy są używane w tych zastosowaniach dopiero od około 2000 roku.

Aluminidek tytanu zawiera trzy główne związki międzymetaliczne: gamma TiAl, alfa 2-Ti ₃ Al i TiAl ₃ . Spośród trzech, największym zainteresowaniem i aplikacjami cieszył się gamma TiAl.

Zastosowania gamma-TiAl

Figury biegunowe przedstawiające krystalograficzną teksturę gamma-TiAl w walcowanej blasze ze stopu alfa2-gamma, mierzonej za pomocą promieniowania rentgenowskiego o wysokiej energii.

Gamma TiAl ma doskonałe właściwości mechaniczne oraz odporność na utlenianie i korozję w podwyższonych temperaturach (powyżej 600  °C), co sprawia, że ​​jest możliwym zamiennikiem tradycyjnych nadstopów na bazie Ni w lotniczych silnikach turbinowych .

Stopy na bazie TiAl mogą potencjalnie zwiększyć stosunek ciągu do masy w silnikach lotniczych. Dotyczy to zwłaszcza łopatek turbiny niskiego ciśnienia i łopatek sprężarki wysokiego ciśnienia. Są one tradycyjnie wykonane z nadstopu na bazie Ni, który ma prawie dwukrotnie większą gęstość niż stopy na bazie TiAl. Niektóre stopy aluminidku tytanu gamma zachowują wytrzymałość i odporność na utlenianie do 1000°C, czyli o 400°C powyżej temperatury roboczej dla konwencjonalnych stopów tytanu.

General Electric wykorzystuje gamma TiAl do niskociśnieniowych łopatek turbiny w swoim silniku GEnx , który napędza samoloty Boeing 787 i Boeing 747-8 . Było to pierwsze zastosowanie tego materiału na dużą skalę w komercyjnym silniku odrzutowym, kiedy wszedł on do służby w 2011 roku. Łopaty TiAl LPT są odlewane przez Precision Castparts Corp. i Avio spa . Obróbka łopatek LPT Stage 6 i Stage 7 jest wykonywana przez firmę Moeller Manufacturing. Badana jest alternatywna ścieżka produkcji łopatek gamma TiAl do silników GEnx i GE9x z wykorzystaniem wytwarzania przyrostowego .

W 2019 roku wyprodukowano nową,  lekką wersję zegarka Omega Seamaster o wadze 55 g , z wykorzystaniem glinu gamma tytanu w kopercie, tylnej części i koronce oraz tytanowej tarczy i mechanizmie z Ti 6/4 (klasa 5). Cena detaliczna tego zegarka wynosząca 37 240 funtów była dziewięciokrotnie wyższa od podstawowego Seamastera i porównywalna z topową wersją z platynową obudową z komplikacją fazy księżyca .

Alfa 2-Ti ₃ Al

TiAl ₃

Bibliografia

Linki zewnętrzne

• Obróbka elementów z glinku tytanowo-tytanowego gamma — produkcja Moellereller
• Zastosowania glinku tytanu w szybkim transporcie cywilnym
• Aluminidy tytanu - Intermetallics na azom.com.
• Power House (ogłoszenie dotyczące serwerów kasetowych GEnx TiAl LPT)
• Edwarda A. Lorii (2001). „Quo vadis glinek tytanu gamma”. Międzymetale . 9 (12): 997–1001. doi : 10.1016/S0966-9795(01)00064-4 .
• Donachie, Mateusz J (2000). Tytan: przewodnik techniczny . str. 131. Numer ISBN 978-0-87170-686-7.
• Kassner, Michael E; Pérez-Prado, María-Teresa (2004). Podstawy pełzania w metalach i stopach . str. 175. Numer ISBN 978-0-08-043637-1.