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FP7

HI-POTENTIAL — Risultato in breve

Project ID: 278438
Finanziato nell'ambito di: FP7-JTI
Paese: Francia

L’innovazione forgia pale in alluminiuro di titanio

L’ampio utilizzo di materiali compositi ha ricevuto molta attenzione per l’applicazione nei motori aeronautici. Alcuni ricercatori finanziati dall’UE hanno fatto un importante passo avanti e hanno dimostrato l’utilizzo di alluminiuri di titanio per le pale della turbina a bassa pressione.
L’innovazione forgia pale in alluminiuro di titanio
Il gamma-alluminiuro di titanio (γ-TiAl) è risultato essere idoneo per applicazioni aerospaziali grazie alla sua bassa densità ed elevata resistenza alle temperature elevate. Tuttavia, le sue applicazioni sono limitate a causa delle difficoltà di lavorazione derivanti dalla natura intrinsecamente fragile.

La ricerca effettuata in precedenza aveva privilegiato l’aumento della duttilità del materiale a temperatura ambiente mediante la creazione della lega. Tuttavia, i ricercatori finanziati dall’UE hanno proposto la fucinatura a stampo chiuso per la produzione di pale di turbina a bassa pressione in γ-TiAl per motori aerei a turbogetto.

Durante il processo di fucinatura a stampo chiuso, gli stampi coprono il pezzo semilavorato, il quale vanta all’incirca le dimensioni del prodotto finale forgiato. La forma della forgiatura è incorporata negli stampi come immagine in negativo. Mentre i due stampi si muovono uno verso l’altro, l’impatto sul materiale grezzo conferisce la forma desiderata.

L’analisi dettagliata dei parametri di processo, svolta nell’ambito del progetto HI-POTENTIAL (Highly innovative isothermal forging of gamma TiAl alloy for LPT blades), ha fornito una forte prova del concetto. I parametri di forgiatura sono stati studiati in laboratorio. Le prove sono state condotte anche a livello industriale.

Successivamente alla forgiatura, il trattamento termico garantirebbe la microstruttura richiesta per le pale della turbina a bassa pressione. Dopo la deformazione e il trattamento termico, la microstruttura è stata valutata mediante microscopia elettronica a scansione, assieme alle proprietà meccaniche. Il percorso di produzione ottimale per la forgiatura della pala è stato definito su questa base.

Diversamente dalla maggior parte dei principali produttori, il team HI-POTENTIAL è pronto a introdurre la nuova tecnologia con γ-TiAl per motori a turbogetto. La stretta collaborazione con i produttori di motori aeronautici è stata determinante nello studio dei requisiti del materiale necessari per le pale delle turbine a bassa pressione.

L’introduzione di pale forgiate con γ-TiAl promette di aumentare le prestazioni dei motori aeronautici e, di conseguenza, la loro efficienza in termini di consumi, riducendo così l’impatto ambientale del trasporto aereo. La tecnologia HI-POTENTIAL aiuterà inoltre l’industria europea a far fronte alle sfide odierne del mercato aerospaziale.

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Keywords

Pale della turbina a bassa pressione, gamma-alluminiuro di titanio, fucinatura a stampo chiuso, motore aeronautico a turbogetto, trattamento termico