Neu entwickelte TiAl‐Basislegierungen für den Leichtbau von Triebwerks‐ und Motorkomponenten – Eigenschaften, Herstellung, Anwendung

TiAl‐Basislegierungen sind vor allem für thermisch und mechanisch hoch beanspruchte Komponenten in Verbrennungsmotoren und Triebwerken als Werkstoffalternative zu warmfesten Stählen und Superlegierungen attraktiv. Diese Werkstoffe zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit und Kriechbeständigkeit, sowie eine gute Oxidationsbeständigkeit bei Einsatztemperaturen bis ca. 800 °C und eine niedrige Dichte von ca. 3,8 ‐ 4,1 g/cm 3 aus. Eine Gewichtsreduzierung bei rotierenden und oszillierenden Bauteilen, wie z. B. Turbinenrädern von Abgasturboladern, Ventilen und Kolben, verringert die Reibungsverluste und die Trägheitskräfte. Für Jetantriebe sind Turbinen‐ und Verdichterschaufeln sowie Laufscheiben in der Entwicklung. Durch den im Vergleich zu Stahl und konventionellen Titanlegierungen außergewöhnlich hohen spezifischen Elastizitätsmodul von E/ρ ≈ 39 ‐ 46 GPa cm 3  g ‐1 und einer Dehngrenze von R p0,2 ≈ 1 GPa im thermomechanisch prozessierten Zustand kommen Titanaluminide auch für Anwendungen bei niedrigeren Temperaturen, wie z. B. Pleuel und Kolbenbolzen in Verbrennungsmotoren, in Betracht. Es werden die konstitutionsabhängigen Eigenschaften dieser innovativen Leichtbauwerkstoffe im Hinblick auf die industrielle Herstellung von Bauteilen und die technische Anwendung dargestellt.