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Gefüge und Eigenschaften einer mehrphasigen intermetallischen Titanaluminidlegierung für innovative Leichtbauanwendungen

Microstructure and Properties of a Multi-phase Intermetallic Titanium Aluminide Alloy for Innovative Light-weight Applications

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BHM Berg- und Hüttenmännische Monatshefte Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Neue innovative Hochtemperaturleichtbauwerkstoffe, die eine geringe Dichte und hohe spezifische Festigkeit aufweisen, kommen aufgrund von Effizienzsteigerung in der Turboladereinheit moderner Verbrennungsmotoren zum Einsatz. Die hier untersuchte intermetallische Titanaluminid-Legierung, die sogenannte TNMTM-Legierung, ist mehrphasig aufgebaut, bestehend aus Kolonien mit abwechselnden g-TiAl und a2-Ti3Al Lamellen, umrandet von einem Saum aus bo-TiAl-Phase. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die wichtigsten thermophysikalischen Eigenschaften der TNMTM-Legierung experimentell ermittelt und mit den Kennwerten anderer Werkstoffe verglichen. Des Weiteren wird das Gefüge nach einem Warmumformprozess sowie nach einem Kriechversuch beschrieben. Das Potential für eine Turboladeranwendung wird durch abschließende statische Zugversuche demonstriert.

Abstract

New innovative high-temperature light-weight materials with low density and high specific strength are used in the turbocharger systems of modern combustion engines to achieve higher efficiency. The investigated multi-phase intermetallic titanium aluminide alloy, named TNMTM, consists of colonies with alternating g-TiAl and a2-Ti3Al lamellae, surrounded by bo-TiAl phase. In this paper the most important thermo-physical properties of a TNMTM alloy have been experimentally determined and compared with those of other materials. The microstructure after a hot-forming process as well as after a creep test is described. Finally, the potential for a turbocharger application is demonstrated by static tensile tests.

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Abb. 2
Abb. 3
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Literatur

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Danksagung

Ein Teil der Untersuchungen wurde im Rahmen des Research Studios Austria „energy drive“ (Projekt 832040) durchgeführt, welches von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) finanziell gefördert wird. Die Autoren möchten Boryana Rashkova für die TEM-Untersuchungen und Robert Werner für die Berechnung des Phasenfraktionsdiagramms danken. Die finanzielle Förderung von Mathias Schenk erfolgte im Rahmen von „Talente entdecken“ (Projekt 836271) der FFG.

Author information

Authors and Affiliations

  1. Department Metallkunde und Werkstoffprüfung, Montanuniversität Leoben, Roseggerstraße 12, 8700, Leoben, Österreich

    Andrea Gaitzenauer, Helmut Clemens & Svea Mayer

  2. Höhere Technische Bundeslehranstalt, Lastenstraße 1, Klagenfurt, Österreich

    Mathias Schenk & Wolfgang Kuchling

  3. Titanium Solutions GmbH, Bremen, Deutschland

    Patrick Voigt & Robert Hempel

Authors
  1. Andrea Gaitzenauer
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  2. Mathias Schenk
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  3. Wolfgang Kuchling
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  4. Helmut Clemens
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  5. Patrick Voigt
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  6. Robert Hempel
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  7. Svea Mayer
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Gaitzenauer, A., Schenk, M., Kuchling, W. et al. Gefüge und Eigenschaften einer mehrphasigen intermetallischen Titanaluminidlegierung für innovative Leichtbauanwendungen. Berg Huettenmaenn Monatsh 158, 113–117 (2013). https://doi.org/10.1007/s00501-013-0113-4

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