Obróbka skrawaniem stopów tytanu
Prawdopodobnie nie istnieją bardziej odpowiednie materiały do zastosowań w silnikach lotniczych o wysokich parametrach niż tytan i jego stopy. Stopy tytanu, których gęstość wynosi 4,5g/cm3, mają wagę o połowę niższą niż superstopy oparte na stali lub niklu. Co więcej, ich cechą charakterystyczną jest ponadprzeciętny stosunek wytrzymałości do wagi. Poczynione w ramach europejskiego projektu DUTIFRISK wysiłki inżynierów zmierzające do ulepszenia najnowocześniejszych elementów turbiny gazowej przyniosły przełomowe rezultaty. W konwencjonalnym kompresorze turbinowym łopatki i dysk są produkowane oddzielnie, a następnie łączone w sposób mechaniczny. Partnerzy uczestniczący w projekcie pod przewodnictwem firmy MTU Aero Engines badali alternatywny scenariusz, w którym łopatki oraz dysk stanowią jeden element. Podczas zgrzewania tarciowego liniowego łopatka jest pocierana o dysk, a do złącza jest prostopadle przykładana siła do momentu połączenia obu elementów. Celem projektu było określenie parametrów zoptymalizowanych urządzeń do produkcji dysków wykonanych z jednofazowego kutego stopu β Ti6246 z łopatkami w procesie zgrzewania tarciowego liniowego. Łopatki były wykonane z dwufazowych kutych stopów α/β Ti64, Ti6246 i Ti6242 o różnej mikrostrukturze względem dysków. Poza innymi atrakcyjnymi właściwościami mechanicznymi odkuwki metastabilnych stopów β-tytanowych cechował niski poziom naprężenia szczątkowego po obróbce skrawaniem. Dokładniej: stosując system symulujący zaawansowane procesy, poddano ocenie wypływ mikrostruktury i efektów naprężenia na osiągi zmęczeniowe stopów tytanu .Program DEFORM-2D bazujący na metodzie elementów skończonych (FEM) umożliwił szczegółową analizę oraz realistyczne modelowanie na ekranie komputera skomplikowanych procesów formowania metali. Następnie porównano informacje na temat głównych parametrów fizycznych i stwierdzono, że parametry te są zgodne z wynikami pomiarów naprężenia szczątkowego uzyskanymi podczas prób wytłaczania .Dokładne charakterystyki wszystkich połączeń zgrzewanych materiałów zastosowanych do produkcji dysków i łopatek mogą w przyszłości pozwolić na dobór odpowiednich materiałów przy inteligentnym projektowaniu.
