Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

FP7

HI-POTENTIAL Wynik w skrócie

Project ID: 278438
Źródło dofinansowania: FP7-JTI
Kraj: Francja

Innowacyjne łopaty turbin z aluminidku tytanu

Rozległe stosowanie kompozytów wzbudza coraz większe zainteresowanie w kontekście silników lotniczych. Wspierani ze środków UE badacze dokonali ważnego przełomu i zademonstrowali użycie aluminidków tytanu do niskociśnieniowych łopat turbiny.
Innowacyjne łopaty turbin z aluminidku tytanu
Aluminidek tytanu gamma (γ-TiAl) okazał się odpowiedni do zastosowań lotniczych i astronautycznych ze względu na swoją niską gęstość i wysoką wytrzymałość w wysokich temperaturach. Jednak zastosowania tego stopu były ograniczone ze względu na trudności w obróbce skrawaniem wynikające z jego łamliwej natury.

Przeprowadzone wcześniej badania skupiały się na zwiększeniu plastyczności materiału w temperaturze pokojowej poprzez wprowadzenie składnika stopowego. Jednak badacze wspierani ze środków UE zaproponowali kucie w matrycach zamkniętych jako metodę produkcji niskociśnieniowych łopat turbiny wykonanych z γ-TiAl do silników turbowentylatorowych.

W procesie kucia w matrycach zamkniętych, matryce pokrywają element poddany obróbce, który jest mniej więcej rozmiaru produktu końcowego. Kształt odkuwki wprowadzany jest do matrycy jako negatyw. Gdy dwie matryce przesuwają się ku sobie, ich nacisk na surowiec nadaje mu pożądaną formę.

Staranne zbadanie parametrów procesu w ramach projektu HI-POTENTIAL (Highly innovative isothermal forging of gamma TiAl alloy for LPT blades) dostarczyło wiarygodnych danych potwierdzających tę koncepcję. Parametry kucia w pierwszej kolejności zbadano w warunkach laboratoryjnych. Testy przeprowadzono także na poziomie przemysłowym.

Zadaniem obróbki cieplnej, przeprowadzonej po procesie kucia, było zapewnienie wymaganej mikrostruktury niskociśnieniowych łopat turbiny. Po deformacji i obróbce cieplnej zarówno mikrostrukturę, jak i właściwości mechaniczne oceniono przy użyciu mikroskopii elektronowej skaningowej. Na tej podstawie zdefiniowano optymalny proces produkcyjny wykuwania łopat.

W przeciwieństwie do większości poważnych wytwórców, zespół HI-POTENTIAL gotowy jest zaprezentować nową technologię na bazie γ-TiAl do produkcji silników turbowentylatorowych zębatych. Bliska współpraca z wytwórcami silników lotniczych była bardzo pomocna w zakwalifikowaniu ich do niskociśnieniowych łopat turbiny.

Wprowadzenie kutych łopat na bazie γ-TiAl pozwoli zwiększyć wydajność silników lotniczych, a w konsekwencji ich paliwooszczędność, zmniejszając jednocześnie negatywny wpływ lotnictwa na środowisko. Technologia stworzona w projekcie HI-POTENTIAL pomoże europejskiemu przemysłowi sprostać dzisiejszym wyzwaniom, przed jakimi stoi rynek lotniczy i astronautyczny.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Niskociśnieniowe łopaty turbiny, aluminidek tytanu gamma, kucie w matrycach zamkniętych, silnik turbowentylatorowy, obróbka cieplna
Numer rekordu: 181086 / Ostatnia aktualizacja: 2016-04-21
Dziedzina: Technologie przemysłowe