Le leghe di titanio sono ampiamente utilizzate nei campi della produzione industriale grazie al loro esclusivo rapporto resistenza-peso, resistenza alla frattura e resistenza superiore alla corrosione. Un numero crescente di aziende preferisce utilizzare la lega di titanio TC11 anziché TC4 nella produzione di giranti e pale, grazie alla migliore proprietà di resistenza alla combustione e alla capacità di lavorare a temperature elevate per lungo tempo. Le leghe di titanio sono classici materiali difficili da lavorare a causa della loro elevata resistenza intrinseca mantenuta a temperature elevate e della bassa conduttività termica che porta a temperature di taglio elevate. Per alcuni componenti di motori aeronautici, come le giranti, che hanno superfici ritorte, è difficile soddisfare i requisiti di qualità superficiale sempre più elevati utilizzando semplicemente l'operazione di fresatura.
In un motore a combustione interna per autoveicoli, il rotore del turbocompressore ha contribuito sia all'incremento dell'efficienza energetica che alla riduzione del carburante, poiché il gas di scarico favorisce l'efficienza di aspirazione senza ulteriore consumo di carburante. Tuttavia, il rotore del turbocompressore presenta un inconveniente fatale chiamato "turbo-lag" che ritarda il funzionamento stazionario del turbocompressore al di sotto dei 2000 giri/min. Gli alluminuri di titanio possono ridurre il peso alla metà di un turbocompressore convenzionale. Inoltre, le leghe TiAl hanno la combinazione di bassa densità, elevata resistenza specifica, eccellenti proprietà meccaniche e resistenza al calore. Di conseguenza, le leghe TiAl possono eliminare il problema del turbo-lag. Fino ad ora, per la produzione di turbocompressori, sono stati incorporati la metallurgia delle polveri e il processo di fusione. Tuttavia, è difficile applicare il processo di metallurgia delle polveri alla produzione di turbocompressori, a causa della sua scarsa solidità e saldabilità.
Dal punto di vista del processo economicamente vantaggioso, la fusione a cera persa potrebbe essere considerata una tecnologia economica a forma di rete per le leghe TiAl. Tuttavia, il turbocompressore ha sia la curvatura che le parti a parete sottile e non sono disponibili informazioni corrette come colabilità e fluidità con la temperatura dello stampo, la temperatura di fusione e la forza centrifuga. La modellazione della fusione offre un modo potente ed economico per studiare l'efficacia di vari parametri di fusione.
Riferimento
Loria E.A. Alluminuri di titanio gamma come potenziali materiali strutturali. Intermetallics 2000;8:1339e45.
Orario di pubblicazione: 30 maggio 2022