チタン アルミナイド(Titanium Aluminide, TiAl3チタン アルミ合金)の特徴および用途

チタン アルミナイド(Titanium Aluminide, TiAl3チタン アルミ合金)の特徴および用途
チタンアルミナイド（TiAl3）は、軽量で優れた機械的特性と酸化特性により、航空宇宙産業においてニッケルベースの超合金(NBSA)を置き換える可能性があります。

機能的単純性、焼結パラメータ制御、優れた焼結速度、高い再現性、一貫性および安全性は、従来の方法と比較してスパークプラズマ焼結(SPS)の主な利点です。チタンアルミナイド(Titanium Aluminide)は優れた高温特性を示しますが、SPSは室温で劣った延性を改善するために使用されました。

延性および他の特性の改善のために、精製され均質で汚染物質のない構造を形成するために粉末冶金加工技術を利用します。

チタンベースの金属間化合物は、整列した結晶構造の化学量論比で構成される金属材料です。これらは、低密度および高い融点、優れた高温強度、酸化および耐クリープ性などの特性を有します。

Muktinutalapati & Nageswaraによると、少なくとも30年間の金属間化合物の研究の関心は、以前に使用されたNBSA（密度8〜8.5 g / cm 3）に低密度（4〜7 g / cm 3）材料を使用してタービンエンジン重量増加の約55％を節約します。

二相二元合金の初期の発展の間、これらの合金は、過酷な酸化およびクリープ抵抗のために利用できませんでした。そのため、微細構造 - 物性関係に対する二元チタンアルミナイドの合金添加効果を証明するために多くの研究が行われました。また、現在まで、第4世代のチタンアルミナイド（Titanium Aluminide）合金が開発されました。

一般に、ガンマチタン(Titanium)であるチタンアルミナイド(Titanium Aluminide)は金属間化合物です。軽く、酸化と熱に強いですが、延性が低いです。 γ－ＴｉＡｌの密度は約４．０ｇ／ｃｍ³です。また、航空機、ジェットエンジン、スポーツ機器、自動車など様々な用途で使用されています。

チタンアルミナイド(Titanium Aluminide)ベースの合金の開発は1970年頃に始まりました。チタンアルミナイド(Titanium Aluminide)には3つの主要な金属間化合物があります。ガンマTiAl、アルファ2-Ti3Al、TiAl3などがあります。 3つのうち、ガンマTiAlが最も注目され、応用されます。

ガンマチタンアルミナイドは、高温（600℃以上）で優れた機械的特性と酸化と耐食性を備えており、航空機タービンエンジンの従来のニッケルベースの超合金部品を置き換えることができます。

チタンアルミナイド（Titanium Aluminide）ベースの合金は、航空機エンジンの推力重量比を増加させることができます。特に、エンジンの低圧タービンブレードと高圧圧縮機ブレードなどがこれに当てはまります。

これらは伝統的にチタンアルミナイドベースの合金よりも密度が、ほぼ2倍のニッケルベースの超合金でできています。いくつかのガンマチタンアルミナイド合金は、従来のチタン合金の動作温度限界よりも400℃高い1000℃まで強度と耐酸化性を維持します。

チタン アルミナイド(Titanium Aluminide, TiAl3チタン アルミ合金)の利用
General Electricは、Boeing 787およびBoeing 747-8航空機に動力を供給するGENXエンジンの低圧タービンブレードにガンマを使用しています。チタンアルミナイドを大量に使用して、2011年から使い始めた商用ジェットエンジンを作りました。

チタンアルミナイド(Titanium Aluminide) LPTブレードはPrecision Castparts Corp。とAvioスパで生産します。積層製造を理宇するGENXおよびGE9xエンジンが研究されています。 2019年には、ケース、バックケース、クラウンにガンマチタンアルミナイド(Titanium Aluminide)を使用し、Ti 6/4(等級5)のチタン(Titanium)ダイヤルとメカニズムを使用し、オメガシーマスター腕時計の新しい55gの軽量バージョンこれが作られました。

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