Welche Superlegierungen werden üblicherweise für die Einkristallgussfertigung von Turbinenschaufeln...
Legierungen der ersten und zweiten Generation
Die frühe Entwicklung von Einkristall-Turbinenschaufeln basierte auf Legierungen der ersten und zweiten Generation wie PWA 1480 und CMSX-2. Diese Legierungen eliminieren Korngrenzen und enthalten moderate Mengen an hochschmelzenden Elementen, um die Kriechbeständigkeit und die Ermüdungslebensdauer zu verbessern. Sie wurden weit verbreitet für frühe Hochdruckturbinenschaufeln in kommerziellen und militärischen Triebwerken eingesetzt, wo im Vergleich zu polykristallinen Konstruktionen eine höhere Temperaturbeständigkeit erforderlich war.
Superlegierungen der dritten Generation
Legierungen der dritten Generation erhöhen den Rheniumgehalt deutlich, um die Hochtemperaturfestigkeit zu verbessern. Wichtige Beispiele sind PWA 1484, CMSX-4 und Rene N5. Diese Legierungen bieten außergewöhnliche Kriechbeständigkeit, Oxidationsstabilität und Thermoermüdungsleistung und ermöglichen Turbineneintrittstemperaturen weit über 1.000°C. Ihre ausgewogene Zusammensetzung macht sie zur Standardwahl für moderne Luftfahrtantriebe.
Technologien der vierten und fünften Generation
Um die Triebwerkseffizienz weiter zu steigern, führen Legierungen der vierten und fünften Generation fortschrittliche hochschmelzende Elemente wie Ruthenium ein, was die Phasenstabilität unter extremen thermischen Belastungen verbessert. Beispiele sind TMS-138, TMS-162 und Rene 142. Diese Legierungen bieten unübertroffene Kriechleistung und Oxidationsbeständigkeit und unterstützen die nächste Generation von Hochschub-Luftfahrt- und Stromerzeugungsturbinen.
Aufkommende Ultrahochtemperaturlegierungen
Fortschrittliche Forschungslegierungen wie EPM-102 und TMS-196 treiben die Leistung in Ultrahochtemperaturbereiche voran. Diese Formulierungen verfeinern das Mikrosegregationsverhalten und bieten eine überlegene Beständigkeit gegen Phaseninstabilität während längerer Betriebszeit. Obwohl sie noch nicht so weit verbreitet sind wie CMSX- oder PWA-Legierungen, repräsentieren sie die technologische Richtung für zukünftige Turbinenschaufelwerkstoffe.
