Le leghe di titanio ad alta temperatura sono state ampiamente utilizzate nei motori aerospaziali a causa della loro eccellente resistenza termica e della loro elevata resistenza specifica.Materiali simili in lega ad alta temperatura saranno materiali di trionfo per un lungo periodo in futuroNella scienza e nella tecnologia in rapida evoluzione, la ricerca e lo sviluppo futuro di materiali in lega ad alta temperatura hanno un elevato significato pratico e strategico.I futuri veicoli aerospaziali e i loro sistemi di spinta richiedono lo sviluppo di materiali in lega ad alta temperatura con una maggiore resistenza, temperatura di funzionamento e modulo di elasticità, densità inferiore e prezzo inferiore rispetto alle leghe Ti64 e T16242 esistenti.i materiali in lega ad alta temperatura sono il principale sviluppo dei materiali per l'aviazione.
Definizione delle leghe ad alta temperatura
Le leghe ad alta temperatura si riferiscono a materiali metallici a base di ferro, nichel,e cobalto che possono adattarsi all'uso a breve o a lungo termine in ambienti diversi a temperature elevate superiori a 600°C e a determinate sollecitazioniHa anche una maggiore resistenza ad alte temperature, plasticità, buona resistenza all'ossidazione e alla corrosione a caldo, buone prestazioni di stanchezza termica, resistenza alla frattura e altre proprietà complete.Le leghe ad alta temperatura hanno una struttura austenitica unica e una buona stabilità strutturale e affidabilità di servizio a varie temperatureSulla base delle caratteristiche di prestazione di cui sopra e dell'elevato grado di lega delle leghe ad alta temperatura, viene chiamata superlega in Gran Bretagna e negli Stati Uniti.
Caratteristiche della lavorazione ad alta temperatura delle leghe
Per le leghe ad alta temperatura come le leghe di nichel, le leghe di titanio e le leghe di cobalto, la resistenza alle alte temperature aumenta direttamente la difficoltà di lavorazione.Sotto l'azione combinata di una forte forza di taglio e di un'elevata temperatura generata durante l'elaborazioneInoltre, la maggior parte di queste leghe sviluppano rapidamente un indurimento di lavoro.La superficie indurita prodotta durante la lavorazione del pezzo di lavoro farà sì che il bordo taglio dello strumento a notch nella profondità di taglio e causare stress indesiderato nel pezzo di lavoroAnche la lavorazione delle leghe di titanio deve affrontare questi problemi.Sebbene la forza di taglio necessaria per la lavorazione delle leghe di titanio sia solo leggermente superiore a quella dell'acciaio, le proprietà speciali delle leghe di titanio rendono molto più difficile la lavorazione rispetto all'acciaio della stessa durezza.
I punti principali sono i seguenti:
1) Le leghe di titanio, come le altre leghe ad alta temperatura, sono anch'esse soggette a indurimento;
2) La conduttività termica delle leghe a base di titanio è molto bassa, rendendo quasi tutto il calore generato durante la lavorazione concentrato sul taglio;
3) Il modulo di elasticità della lega di titanio è molto basso, soprattutto sotto forti forze di taglio, rendendo il pezzo di lavoro suscettibile di deflessione e vibrazione dell'utensile;
4) La cosa più grave è che le proprietà chimiche della lega di titanio sono più attive di altre leghe ad alta temperatura,che permette al pezzo di lavorazione in lega di titanio di reagire facilmente chimicamente con lo strumento durante la lavorazione, che si traduce in cavità di contrazione nel pezzo.
Per le ragioni di cui sopra, la lavorazione di leghe resistenti alle alte temperature richiede una tecnologia di lavorazione speciale.