Neue Titan-Werkstoffe für Luft- und Raumfahrt

07.05.2003

gHoch warmfeste Titanlegierungen und langfaserverstärkte Titan-Verbund-Werkstoffe sind der Schlüssel zu weiteren Gewichtseinsparungen in Flugtriebwerken. Auf der Welt-Titantagung Ti-2003 (13.-18. Juli 2003, Hamburg) tauschen sich Experten aus aller Welt über die neuesten Trends des Leichtmetalls aus.

Ein Drittel des Triebwerks moderner Passagier-Fugzeuge besteht mittlerweile aus dem Leichtmetall Titan. Auf Grund ihrer hohen spezifischen Festigkeit sind Standard-Titanlegierungen seit geraumer Zeit die bevorzugten Werkstoffe für die großen Fanschaufeln. Hierbei kommen zur weiteren Gewichtsminderung und Steifigkeitserhöhung superplastisch hergestellte Wabenstrukturen zum Einsatz.

Forscher arbeiten weltweit daran, die Temperaturbeständigkeit der Titanlegierungen weiter zu steigern, so dass sie auch für die heißesten Teile im Verdichter in der Nähe der Triebwerksbrennkammer eingesetzt werden können. Dort muss man zur Zeit noch auf Nickel-Superlegierungen zurückgreifen, die den Nachteil haben, dass sie doppelt so schwer sind. Die neuen warmfesten Titanlegierungen und insbesondere die Titan-Aluminide könnten der Schlüssel sein. "Die neuen Gamma-Titan-Aluminide besitzen das Potenzial, die Anwendungstemperaturen auf bis zu 800°C anzuheben und sogar darüber hinaus", ist Dr. Manfred Peters vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. in Köln überzeugt. Allerdings bestehe hinsichtlich der Fertigungsprozesse noch Entwicklungsbedarf - die Aluminide seien relativ spröde und ließen sich entsprechend schwer umformen.

Ein weiterer Ansatzpunkt ist die Weiterentwicklung von langfaserverstärkten Titanlegierungen. "Die Fasern werden vorher beschichtet, anschließend wird alles kompaktiert. Damit kann man die Festigkeit verdoppeln und die Steifigkeit fast verdreifachen", erklärt Peters. Möglicherweise lässt sich so die Verdichterscheibe bald durch einen leichteren Ring ersetzen.

Auf der Titan 2003 (13.-18. Juli 2003, Hamburg) tauschen sich Experten aus aller Welt über die neuesten Trends des Leichtmetalls aus. Referenten von namhaften Unternehmen der Luft- und Raumfahrt wie EADS Airbus, DaimlerCrysler, Motoren- und Turbinen Union (MTU) sowie ihre Pendants aus den Partnerländern präsentieren eine breite Palette von Spezialthemen.

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