Fallstudie uber spezielle Prufaufgaben fur Luftfahrt-Komponenten aus Titanlegierungen

摘要

Titanlegierungen sind einige der am meisten entwickelten Luftfahrtmaterialien durch ihre exzellenten Materialeigenschaften wie Temperaturbestandigkeit und geringes Gewicht. Allerdings wurden sie in der Vergangenheit durch die hohen Kosten und den sehr komplexen Herstellungsprozess zum finalen Produkt nur in sehr begrenztem Masse fur Luftfahrtkomponenten verwendet, wie beispielsweise in zivilen Triebwerken, und meist in medizinischen Implantaten. Die neu entwickelten Grossraum-Passagierflugzeuge wie beispielsweise die Boeing 787 und der Airbus 350XWB enthalten eine grosse Menge an Titan-Bauteilen, weil in diesen Flugzeugen ein grosser Anteil von Kohlefaserverbundwerkstoffen in der Flugzeugstruktur eingesetzt wird. Die traditionellen Aluminiumlegierungen konnen in Verbindung mit den Kohlefaserverbundwerkstoffen nicht langer eingesetzt werden, weil es zu einer starken Korrosionsreaktion kommt, die die Aluminiumbauteile gefahrlich angreift. Zusatzlich passen die mechanischen Eigenschaften wie Warmeausdehnung und E-Modul von Titanlegierungen besser zu den Eigenschaften der Kohlefaserverbundwerkstoffe, was zu einer Reduzierung der Grenzflachenspannungen an den Verbindungsstellen beider Werkstoffe fuhrt, was wiederum die strukturelle Ermudung der Bauteile verringert. Uber 20% dieser neuen Flugzeuge besteht nun aus Titanlegierungen, was einem Absolutwert von 20 t entspricht. Daher werden hochgenaue und qualifizierte NDTVerfahren benotigt, um die Halbzeuge, Schmiedestucke, Rohbauteile sowie die fertigen Komponenten auf Fehlstellen zu uberprufen. Dieser Beitrag prasentiert eine Fallstudien an grosseren Einschlussen in Ti-6-4 bestehend aus unerwunschter Mikrostruktur verursacht durch spezielle Herstellungsprozesse.