Welche Superlegierungen eignen sich am besten für das Freiformschmieden in der Luft- und Raumfahrt?

Hochfeste Nickelbasislegierungen für kritische Strukturen

Für das Freiformschmieden in der Luft- und Raumfahrt werden mehrere Nickelbasis-Superlegierungen bevorzugt, da sie eine außergewöhnliche Kombination aus Hochtemperaturfestigkeit, Kriechbeständigkeit und Schmiedbarkeit bieten. Inconel 718 ist wohl die am weitesten verbreitete Sorte von Inconel. Es bietet eine ausgezeichnete Balance aus hoher Streck- und Zugfestigkeit bis etwa 650°C (1200°F), gute Ermüdungslebensdauer und – entscheidend für das Schmieden – es ist aufgrund seiner langsamen Ausscheidungshärtung eine der am besten schweiß- und schmiedbaren Superlegierungen, was das Risiko von Rissen während der Verarbeitung verringert.

Hochtemperaturlösungen für Turbinenkomponenten

Für Anwendungen, die Leistung bei höheren Temperaturen erfordern, wie z.B. Turbinenscheiben und -wellen, sind Nimonic 263 und Nimonic 901 ausgezeichnete Wahlmöglichkeiten. Waspaloy ist ein weiterer Industriestandard für Hochdruckturbinenscheiben, der in der Lage ist, hohe mechanische Belastungen bei Temperaturen bis zu 815°C (1500°F) aufrechtzuerhalten. Diese Legierungen behalten ihre Festigkeit durch Mischkristallverfestigung und Gamma-Prime-Ausscheidung bei, erfordern jedoch eine präzisere Kontrolle der Schmiedetemperatur und der anschließenden Wärmebehandlung, um die gewünschte Mikrostruktur zu erreichen.

Fortschrittliche Schmiedelegierungen für Motoren der nächsten Generation

Um die Temperatur- und Leistungsgrenzen weiter zu verschieben, werden Legierungen wie Rene 41 und Rene 88 DT verwendet. Rene 41 bietet sehr hohe Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit bis zu 980°C (1800°F), ist aber aufgrund seiner hohen Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion notorisch schwer zu schmieden und zu schweißen. Rene 88 DT ist eine pulvermetallurgische Superlegierung, die speziell für geschmiedete Turbinenscheiben entwickelt wurde und überlegene Ermüdungsfähigkeit und Temperaturbeständigkeit bietet. Sie stützt sich jedoch oft auf eine pulvermetallurgische Verarbeitung vor dem Schmieden, um eine chemische Homogenität sicherzustellen.