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.
