Die Titan-Aluminium-Legierung Ti48Al2Cr2Nb hat die Eigenschaften Hochtemperaturbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit und geringe Dichte, und ihr Elastizitätsmodul und ihre Kriechfestigkeit sind vergleichbar mit Hochtemperaturlegierungen auf Nickelbasis, und ihre Dichte beträgt weniger als die Hälfte der von Nickel- Legierungen, und seine Gebrauchstemperatur wird voraussichtlich mehr als 900°C erreichen. Es ist ein ideales Material, um herkömmliche Superlegierungen bei 600–900 °C zu ersetzen, um eine Gewichtsreduzierung zu erreichen, und gilt als eines der vielversprechendsten Hochtemperatur-Strukturmaterialien mit breiten Anwendungsaussichten in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie.

Hintergrund zur Anwendung der Ti48Al2Cr2Nb-Legierung

Bereits 2005 berichtete die North Carolina State University in den Vereinigten Staaten öffentlich über die Organisationsstruktur des elektronenstrahlselektiven Schmelzens von Titan-Aluminium-Legierungen, gefolgt von der Texas State University in den Vereinigten Staaten, Arcam in Schweden und Avio in Italien Forschung zum elektronenstrahlselektiven Schmelzen von Titan-Aluminium-Legierungen. Das italienische Unternehmen Avio ist weltweit führend in der technischen Anwendungsforschung des selektiven Elektronenstrahlschmelzens und -umformens von komplexen Titan-Aluminium-Komponenten und das Unternehmen hat erfolgreich eine Vielzahl von elektronenstrahlselektiven Schmelz- und Umformtechnologien für komplexe Titan-Aluminium-Komponenten entwickelt. Aluminiumkomponenten.

Es wird berichtet, dass die elektronenstrahlselektiv schmelzende Titan-Aluminium-Legierungsklinge des italienischen Unternehmens Avio in die Massenproduktionsphase eingetreten ist, mit dem Ziel einer jährlichen Produktion von 60.000 Klingen. 2012 gab die US-amerikanische General Electric Company 4,3 Milliarden US-Dollar aus, um das Luftfahrtgeschäft des italienischen Avio-Unternehmens zu erwerben, das hauptsächlich auf den Elektronenstrahl-3D-Druck von Titan-Aluminium-Klingen abzielt. 2016 gab das Unternehmen 760 Millionen US-Dollar für die vollständige Entwicklung der Elektronenstrahl-3D-Drucktechnologie aus und 2016 gab das Unternehmen $760 Millionen US-Dollar für die Übernahme von Arcam aus, einem führenden internationalen Unternehmen in Schweden, einschließlich seines Hauptherstellers von globalen 3D-Druckpulvermaterialien: AP&C Kanada, das die Kerntechnologie der gesamten Kette von SEBM-Druckmaterialien, Prozessausrüstung und technischen Anwendungen kontrolliert.

Motorschaufeln aus Titan und Aluminium

Sailong Ti48Al2Cr2Nb Entwicklungsgeschichte und Planung

Wenn man bedenkt, dass das Al-Element in dem Pulver leicht zu verbrennen ist, ist beim Schmelzen des Rohmaterialstabs der Gehalt des stabilen Verstärkungselements Nb nicht leicht genau zu kontrollieren und das Verunreinigungselement ist währenddessen nicht leicht genau zu kontrollieren Durch den Prozess des Elektronenstrahl-3D-Druckformens hat das Team nach kontinuierlicher Optimierung des Zusammensetzungsdesigns, mehrfachem Umschmelzen und wiederholten Tests die genaue Kontrolle der Hauptelementzusammensetzung und des geringen Gehalts an Verunreinigungen des Rohmaterialstabs sichergestellt und auch die Produktion erfolgreich abgeschlossen des Legierungsstabes vom Schmelzbarren zum Legierungsstab. Auch die Produktion großer Mengen legierter Stäbe von geschmolzenen Blöcken bis hin zu Stäben wird erfolgreich bewältigt.

Bei der Pulverherstellung hat das Team zwei technologische Hauptwege eingeschlagen: die Vakuumelektroden-Induktionszerstäubungstechnologie (EIGA) und die Plasma rotierende Elektrode (PREP) Technologie.

Ti-48Al-2Cr-2Nb, hergestellt von EIGA

Ti-48Al-2Cr-2Nb, hergestellt von PREP

Ti48Al2Cr2Nb Power Basisch Pphysikalisch PEigenschaften

In Bezug auf die Kontrolle des Sauerstoffgehalts des Pulvers muss der Sauerstoffgehalt des mit der EIGA-Technologie hergestellten Ti48Al2Cr2Nb-Pulvers weiter reduziert werden, und derzeit kann der Sauerstoffgehalt einiger Chargen auf unter 650 ppm kontrolliert werden, während der Sauerstoffgehalt des durch PREP hergestellten Ti48Al2Cr2Nb-Pulvers kontrolliert wird Technologie kann stufenlos auf ca. 600ppm geregelt werden. Außerdem wurde die Hohlpulverrate der durch die beiden Techniken hergestellten Pulver unter Verwendung einer Synchrotronstrahlungslichtquelle untersucht. Gegenwärtig ist die Hohlpulverrate von Ti48Al2Cr2Nb-Pulver, das durch das EIGA-Verfahren hergestellt wird, etwa 3- bis 4-mal so groß wie diejenige von Ti48Al2Cr2Nb-Pulver, das durch das PREP-Verfahren hergestellt wird.

3D-gedruckte Teile aus Ti-48Al-2Cr-2Nb

Am 28. September 2020 gab GE Aviation bekannt, dass das GE9X-Triebwerk von der Federal Aviation Administration (FAA) zertifiziert wurde, ein wichtiger Meilenstein für das GE9X-Triebwerk, das die Flugzeugfamilie 777X antreibt. Das Triebwerk besteht derzeit aus mehr als 300 additiv gefertigten Teilen, darunter die Niederdruckturbinenschaufeln aus Titan und Aluminium.

EBM-Drucke mit PREP Ti-48Al-2Cr-2Nb-Pulver

Willkommen Freunde, die an der Titan-Aluminium-Legierungsserie (Ti48Al2Cr2Nb, Ti22Al25Nb, Ti45Al8Nb) interessiert sind, um zu kommen und zu kommunizieren (sphärisches Titan-Aluminium-Pulver, E-Beam-3D-Druckverfahrensforschung, Prototypeninstallationsbewertung und -verifizierung, Plasmarotationselektrodenpulverherstellung und e -Beam-3D-Druckausrüstung ……)