In der Luft

Eine der wichtigsten Komponenten in der Luft- und Raumfahrttechnik, die bei der Herstellung von Überlegierungen eingesetzt wurde, wird in Jet-Motoren eingesetzt.Abb. 33 a) und b) zeigt die Anordnung des Jet-Motors, der aus Kompressor, Welle, Verbrennungskammer, Turbine und Abgasdüse besteht.Die Verteilung von Druck und Temperatur innerhalb des Jet-Motors ist in Abb. 34 dargestellt.Der Temperaturpegel erreicht das Maximum im Brennraum.

Aufgrund der Temperaturverteilung und des Drucks im Jet-Motor zeigt Abb. 29 die Legierungen und die Lage dieser Legierungen im Jet-Motor.Es wird festgestellt, dass die Ni-Basis-Superlegierungen direkt hinter der Verbrennungskammer in

Rolls Royce Jet Motor [89].

Wie in Abb. 35 zu sehen ist, haben Temperatur und Stärke verschiedener Legierungen eine umgekehrte Beziehung.In der vorherigen Abbildung haben Ti-Legierungen die höchste Festigkeit unter anderen Legierungen bei niedrigeren Temperaturen.Da die Temperatur jedoch steigt, nimmt die Stärke der Ti-Legierungen drastisch ab, während Ni-Legierungen im Vergleich zu anderen Legierungen die beste Festigkeit bei höheren Temperaturen zeigen.In Tabelle 5 gibt es einige Ni-Base-Superlegierungen, die als Jet-Motor-Teile wie Klingen und Räder auch als Raketenteile verwendet werden.

Schallplatten mit Turbine

Die Schaufeln sind an einer Scheibe befestigt, die mit der Turbinenwelle verbunden ist.Die Arbeitstemperatur ist wesentlich niedriger als die Temperatur der Klingen.Die Klingen müssen eine sehr gute Ermüdungsbeständigkeit aufweisen.Da Material polykristalline Materialien verwendet werden kann, müssen die Turbinenscheiben keine Resistenz gegen Kriechdeformation aufweisen.Discs werden normalerweise durch Gießen hergestellt und dann in Form geschmiedet.Aber gefederte Scheiben enthalten eine gewisse Seigerung, die den Ermüdungsbestand verringert.Um die Ermüdungsbeständigkeit zu verbessern, werden die jüngsten Scheiben mit pulvermetallurgischen Verfahren hergestellt, die in Abbildung 36 dargestellt sind.

Bei der Herstellung von speziellen, auf Nickel basierenden Superlegierungen, die in tragenden Strukturen bis zu der höchsten homologen Temperatur aller gängigen Legierungssysteme verwendet werden (Tm = 0.9, oder 90% ihres Schmelzpunktes).

  Zu den anspruchsvollsten Anwendungen für ein Strukturmaterial gehören die in den heißen Abschnitten von Turbinenmotoren.Die Vorherrschaft der Superlegierungen spiegelt sich in der Tatsache wider, dass sie derzeit

über 50% des Gewichts fortgeschrittener Luftfahrzeugmotoren.Die weit verbreitete Verwendung von Superlegierungen in Turbinenmotoren und die Tatsache, dass die thermodynamische Effizienz von Turbinenmotoren mit steigenden Turbineneintrittstemperaturen gesteigert wird, haben zum Teil die Motivation zur Erhöhung der maximalen Nutzungstemperatur von

Legierungen [90].

Der Turbolader, in Abb. 37tionale Luft in den Motor dargestellt.Daher kann eine größere Menge an Brennstoff, die verbrannt wird, verwendet werden.Das Gerät enthält eine Turbine, die mit Abgasen aus dem Motor arbeitet.Bis zu 1500000 Drehungen pro Minute sind möglich.

Aufgrund der Abgase sind die Temperaturen sehr hoch und die Bedingungen für die Oxidation sind ausgezeichnet.Das Material für

Turbolader müssen eine hohe Ermüdungsbeständigkeit sowie eine hervorragende Oxidationsbeständigkeit aufweisen.