Aus der Forschung
Neue Titanaluminid-Legierung mit fantastischen Eigenschaften entwickelt
Nach fünf Jahren intensiver Entwicklungsarbeit ist eine neue Titanaluminid-Legierung jetzt in die industrielle Anwendung gekommen. GKSS-Werkstoffforscher Dr. Michael Oehring und sein Team haben einen ultraleichten und doch extrem stabilen Werkstoff entwickelt. Rolls-Royce-Deutschland hat bereits eine Lizenz für das Legierungs-Patent erworben. Denn weniger Gewicht bedeutet geringeren Treibstoffverbrauch. Üblicherweise werden in Flugzeugtriebwerken Hochdruckverdichter-Laufschaufeln aus Nickel-Legierungen eingesetzt. Nimmt man stattdessen Titanaluminid, so reduziert sich das Gewicht dieser Bauteile um rund die Hälfte. Dadurch lässt sich auch das Gewicht weiterer Triebwerksbauteile reduzieren: Leichtere Schaufeln erzeugen geringere Fliehkräfte an den Scheiben. Die neue Legierung ermöglicht es den Ingenieuren daher in Zukunft, insgesamt leichtere und damit sparsamere Triebwerksteile mit höherer Lebensdauer zu konstruieren.
Titanaluminid ist eine intermetallische Verbindung aus Titan und Aluminium. Es zeigt die gleiche Warmfestigkeit wie Nickel-Legierungen und hat doch eine viel geringere Dichte von nur vier Gramm pro Kubikzentimeter. Deshalb sind Bauteile aus Titanaluminid so viel leichter. Allerdings gleicht das mechanische Verhalten dieses Werkstoffs normalerweise eher dem von spröder Keramik als von verformbarem Metall. Die knifflige Aufgabe der Geesthachter Forscher bestand also darin, Legierungselemente zu finden, die das Material geschmeidiger machen. Und das ist nach fünf Jahren Forschungs- und Entwicklungsarbeit jetzt gelungen: Die jetzt patentierte Legierung enthält neben Titan und Aluminium die Elemente Niob, Bor und Molybdän; sie zeigt eine hohe Warmfestigkeit und lässt sich zugleich wie ein Metall verarbeiten.
