チタン アルミニウム合金 Ti48Al2Cr2Nb は、耐高温性、耐酸化性、および低密度の特性を持ち、その弾性率と耐クリープ性はニッケル基の高温合金に匹敵し、その密度はニッケルの半分以下です。基合金であり、その使用温度は 900°C 以上に達すると予想されます。これは、軽量化を達成するために 600 ～ 900°C で従来の超合金に取って代わる理想的な材料であり、航空宇宙および自動車産業で幅広い用途が見込める、最も有望な高温構造材料の 1 つと考えられています。

Ti48Al2Cr2Nb 合金の適用に関する背景

早くも 2005 年に、米国のノースカロライナ州立大学がチタン アルミニウム合金の電子ビーム選択的溶解の組織構造を公表し、続いて米国のテキサス州立大学、スウェーデンの Arcam、イタリアの Avio も実施しました。チタン-アルミニウム合金の電子ビーム選択溶解に関する研究。イタリアの会社である Avio は、複合チタン アルミニウム コンポーネントの電子ビーム選択的溶融および成形の工学的応用研究において世界をリードするレベルにあり、複合チタンのさまざまな電子ビーム選択的溶融および成形技術の開発に成功しています。アルミニウム部品。

イタリアの Avio 社の電子ビーム選択溶融チタン アルミニウム合金ブレードは、年間生産量 60,000 ブレードの目標で、量産段階に入ったと報告されています。 2012年、米国ゼネラル・エレクトリック・カンパニーは、主に電子ビーム3Dプリントチタンアルミニウムブレードをターゲットにして、イタリアのAvio社の航空事業を買収するために43億ドルを費やしました。 2016 年、同社は 7 億 6000 万米ドルを費やして電子ビーム 3D 印刷技術を完全に開発し、2016 年には 1 億 3,000 万米ドルを費やして、スウェーデンの大手国際企業である Arcam を買収しました。これには、世界的な 3D 印刷粉末材料の主要メーカーである AP&C が含まれます。 SEBM印刷材料、プロセス機器、およびエンジニアリングアプリケーションのチェーン全体のコアテクノロジーを制御するカナダ。

チタンとアルミニウムのエンジンブレード

Sailong Ti48Al2Cr2Nb 開発経緯と企画

原料棒の溶解では、粉末中のＡｌ元素が燃焼しやすいことを考慮すると、安定強化元素Ｎｂの含有量を正確に制御することは容易ではなく、不純物元素を正確に制御することも困難である。電子ビーム 3D 印刷成形のプロセスでは、チームは、継続的な組成設計の最適化、複数の再溶解、および繰り返しのテストの後、原材料バーの主元素組成と低不純物含有量の正確な制御を保証し、生産にも成功しました。溶解インゴットから合金棒への合金棒の。溶融インゴットからバーまでの合金ロッドの大量生産も成功裏に達成されています。

粉末製造プロセスでは、チームは 2 つの主要な技術ルートを採用しました。真空電極誘導噴霧 (EIGA) 技術と プラズマ回転電極（PREP） テクノロジー。

EIGA製Ti-48Al-2Cr-2Nb

PREP製Ti-48Al-2Cr-2Nb

Ti48Al2Cr2Nb Pオーダー Bアシックス P物理的な P財産分与

粉末酸素含有量の制御に関しては、EIGA 技術によって調製された Ti48Al2Cr2Nb 粉末の酸素含有量をさらに減らす必要があり、現在、一部のバッチの酸素含有量は 650ppm 未満に制御できますが、PREP によって調製された Ti48Al2Cr2Nb 粉末の酸素含有量は600ppm前後まで安定して制御できます。さらに、シンクロトロン放射光源を使用して、2 つの手法で調製した粉末の中空粉末率を調べました。現在、EIGA 技術によって調製された Ti48Al2Cr2Nb 粉末の中空粉末率は、PREP 技術によって調製された Ti48Al2Cr2Nb 粉末の約 3 ～ 4 倍です。

Ti-48Al-2Cr-2Nb の 3D プリント部品

2020 年 9 月 28 日、GE アビエーションは、GE9X エンジンが連邦航空局 (FAA) によって認定されたことを発表しました。これは、777X ファミリーの航空機を駆動する GE9X エンジンの重要なマイルストーンです。エンジンには現在、300 を超える積層造形部品が使用されており、その中にはチタンとアルミニウムの低圧タービン ブレードがあります。

PREP Ti-48Al-2Cr-2Nb 粉末による EBM プリント

チタン - アルミニウム合金シリーズ (Ti48Al2Cr2Nb、Ti22Al25Nb、Ti45Al8Nb) に興味のある友人を歓迎し、通信します (球状のチタン - アルミニウム粉末、電子ビーム 3D 印刷プロセスの研究、試作品の設置評価と検証、プラズマ回転電極粉末の製造と e -ビーム3D印刷装置……）