Partikel-Impact an γ-Titanaluminid-Legierungen : Schadensbild, Einflussfaktoren und Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften

Abstract

TiAl-Legierungen zählen zu den Hoffnungsträgern im Triebwerksbau. Aufgrund ihrer geringen Dichte bei gleichzeitig guter Hochtemperaturfestigkeit sind sie prädestiniert für Leit- oder Laufschaufeln im Triebwerk. Allerdings weisen sie eine geringe Schadenstoleranz auf, so dass sie besonders für typische Schäden im Triebwerk durch Partikeleinschlag (Impact) anfällig sind. Diese Eigenschaft hat sich als ein starkes Hindernis für ihren Einsatz erwiesen. Die vorliegende Arbeit soll daher das Schadensbild, verursacht durch Partikel-Impact, analysieren, die Einflussfaktoren auf eine solche triebwerkstypische Schädigung identifizieren und die Auswirkungen auf das mechanische Verhalten von TiAl-Legierungen beleuchten.

TiAl alloys are very promising candidates for high-temperature applications in gas turbines as turbine blades or vanes due to their low density and their good high temperature strength. However, they show a limited damage tolerance and, therefore, are prone to impact damage caused by small particles. So far, this proved to be a strong barrier for gas turbine applications. The aim of the present work is to analyse the damage caused by typical particle impacts representative for gas turbine conditions as well as to study the factors influencing the damage and the effects on the mechanical behaviour of TiAl alloys.