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カバーストーリー

記録的な速さで、材料の専門家は MTUエアロエンジン パートナーと共同で、高応力エンジン部品用の新しい独自の高温金属間化合物クラスを開発しました。チタンアルミナイド(TiAl)は、金属とセラミックの特性を組み合わせたタービンブレード用の新しい軽量材料の名前です。 MTUの最高技術責任者Dr. Ingは、「20年ごとに新しい材料の登場が予想される場合、わずか7年間でまったく新しい種類の材料を量産することに成功しました」とコメントしています。 Rainer Martens


結果はすでに飛んでいます:昨年9月末、エアバスの「A320 neo」はエンジンにテーラーメイドのTiAlブレードを使用して初めて離陸しました。 認定は12月の2014で行われました。 新しい材料で作られたブレードは、A320 neoギア付きターボファン用にMTUが開発した3段式高速低圧タービンの3番目のローターステージを形成します。 そして、研究が続けられています。材料の専門家はすでに改良されたTiAl合金に取り組んでいます。 目的は、この材料で作られたさらに多くのタービン段を実現することです。 環境の利益のために、TiAlエンジンを使用して、以前のモデルよりもリソース効率、燃料効率、クリーンで静かなエンジンを構築できます。 「この材料は、エンジンをさらに軽量化するのに非常に役立ちます」とMartensは自信を持って言います。

金属間物質

mtu10115TiAlに基づく金属間物質の特性は、航空機エンジンでの使用について長年議論されてきました。TiAlは、セラミックと金属の特性を備えた合金です。 現在使用されているニッケル合金よりも密度が非常に低く、ほぼ同等の機械的特性と高い融点を持ち、チタン合金よりもクリープに対する耐性が大幅に優れています。 これらの特性は、特定の合金組成と、特別に開発された多段階熱処理の適用に基づいています。

TiAlで作られたタービンブレードは、同じ信頼性と寿命を備えたニッケル合金で作られたものの半分の重さです。 また、アルミニウムの含有量が多いため、材料は酸化および腐食に耐性があります。 これは、高速低圧タービンで一般的な高温高圧などの極端な条件での用途に適しています。 「ギア付きターボファン用のこの低圧タービンでの作業を開始してから、チタンアルミナイドについて議論されています」とDr. MTUの新素材のスペシャリスト、ウィルフリードスマースリー。

他のエンジン部品にも適しています

チタンアルミニドは、他のエンジンコンポーネントも軽量化できるため、新しい設計の可能性を開きます。それ以外の場合、重いニッケル合金製の巨大なタービンディスクとシャフトは、TiAlブレードの使用により遠心力を低減します。 結果:ディスクをはるかに簡単に構築できます。 軽量化は、燃料消費とCOにマイナスの影響を及ぼします2エミッション。

Zukunftsantrieb Getriebefanで軽量素材を使用するための最大のハードルは、加工性の習得でした。TiAlはほとんど変形できません。 従来の安価な方法によるタービンブレードの鍛造は不可能でした。 「熱力学的計算を使用して、どの温度範囲とどの位相構成を偽造できるかを決定しました」と教授は説明します。 ヘルムートクレメンス。 オーストリアのLetanenMontanuniversitätLeobenの冶金および材料試験部門の責任者であり、MTUの研究パートナーは、昨年の日本での開発作業に対して本田賞を受賞しました。 クレメンス:「開発されたTiAl合金により、従来の成形機で鍛造プロセスを実行できるようになりました。それが本物です。」

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