מחקר של יציקת מגדש טורבו טיטניום אלומיניד

זהו שימוש נרחב בסגסוגות טיטניום בתחומי הייצור התעשייתי בגלל יחס חוזק-משקל גבוה הייחודי שלהן, עמידות לשברים ועמידות מעולה בפני קורוזיה. מספר הולך וגדל של חברות מעדיפות להשתמש בסגסוגת טיטניום TC11 במקום TC4 בייצור אימפלרים ולהבים, בשל תכונת עמידות בעירה טובה יותר ויכולת עבודה בטמפרטורה גבוהה לאורך זמן. סגסוגות טיטניום הן חומרים קלאסיים קשים לעיבוד בשל חוזקם הגבוה המובנה הנשמר בטמפרטורה גבוהה ומוליכות תרמית נמוכה המובילה לטמפרטורות חיתוך גבוהות. עבור חלק ממרכיבי מנוע התעופה, כגון אימפלרים, בעלי משטחים מעוותים, קשה לעמוד בדרישות איכות פני השטח הגבוהות והגבוהות יותר רק באמצעות פעולת כרסום.

במנוע בעירה פנימית לרכב, רוטור מגדש טורבו תרם להגדלת יעילות ההספק והפחתת הדלק כאחד, מכיוון שגז הפליטה מקדם את יעילות היניקה ללא צריכת דלק נוספת. עם זאת, לרוטור מגדש הטורבו יש חיסרון קטלני הנקרא ''פיגור טורבו'' המעכב את פעולת המצב היציב של מגדש הטורבו מתחת ל-2000 סל"ד. טיטניום אלומינידים יכולים להפחית את המשקל לחצי ממגדש הטורבו הרגיל. חוץ מזה, לסגסוגות TiAl יש את השילוב של צפיפות נמוכה, חוזק ספציפי גבוה, תכונות מכניות מצוינות ועמידות בחום. בהתאם לכך, סגסוגות TiAl יכולות לחסל את בעיית הפיגור בטורבו. עד כה, עבור ייצור מגדש טורבו, שולבו מתכות אבקה ותהליך יציקה. עם זאת, קשה ליישם תהליך מתכות אבקה על ייצור מגדשי טורבו, בשל תקינותו ויכולת הריתוך הירודים שלה.

מנקודת המבט של תהליך חסכוני, יציקת השקעה יכולה להיחשב כטכנולוגיה כלכלית בצורת נטו עבור סגסוגות TiAl. עם זאת, למגדש הטורבו יש גם את העקמומיות וגם את חלקי הקיר הדק, ואין מידע מתאים כמו יציקות ונזילות עם טמפרטורת העובש, טמפרטורת ההיתוך והכוח הצנטריפוגלי. המודל של היציקה מציע דרך עוצמתית וחסכונית ללמוד את האפקטיביות של פרמטרים שונים של יציקה.

הַפנָיָה

לוריה EA. גמא טיטניום אלומינידים כחומרים מבניים פוטנציאליים. Intermetallics 2000;8:1339e45.