Oberflächentechnik in Flugtriebwerken Flashcards Preview

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Flashcards in Oberflächentechnik in Flugtriebwerken Deck (43):
1

Welche drei Möglichkeiten der Effizienzsteigerung bei Flugtriebwerken kennen Sie?

• Gewichtsreduzierung
• Reduktion des Kühlstroms
• Steigerung der Verbrennungstemperatur

2

Was ist eine Superlegierung?

Eine Superlegierung ist eine metallische Legierung, die für den Einsatz über 540 °C als Dauereinsatztemperatur ausgelegt ist.

3

Welche fünf Elemente sind Basiselemente für Superlegierungen?

Nickel, Kobalt, Platin, Chrom und Eisen

4

Wofür steht das Wort „Blisk"?

Blade lntegrated Disk

5

Welchen maßgeblichen Vorteil bringen Blisks in Flugzeugtriebwerken?

Gewichtseinsparung (10 % pro Triebwerksstufe) und damit letztlich weniger Kerosinverbrauch und C02-Ausstoß

6

Mit welchem Fertigungsverfahren werden Blisks hergestellt?

5-Achs-Fräsprozess

7

In welchem Temperaturbereich findet die Zerspanung der Ni-/Ti-Basis-Legierungen zur Bliskfertigung statt?

700-1000 °C

8

Nennen Sie drei Einsatzmöglichkeiten der Oberflächentechnik in Flugtriebwerken.

• Verschleißschutzschichten
• Korrosionsschutzschichten
• Wärmedämmschichten

9

Nennen Sie drei Beschichtungsverfahren der Oberflächentechnik die in Flugtriebwerken eingesetzt werden.

• Thermisches Spritzen
• Thermochemische Diffusionsverfahren
• PVD-/CVD-Verfahren

10

Welches sind die drei wichtigsten Legierungselemente in Schutzschichten gegen Hochtemperaturkorrosion?

Cr, Al, Si

11

Welche beiden Typen von Schutzschichten gegen Hochtemperaturkorrosion gibt es?

Diffusionsschichten und Auflageschichten

12

Nennen Sie jeweils ein Verfahren und ein Schichtsystem für Diffusionsschichten.

• Thermochemische Diffusionsverfahren, CVD-Verfahren
• (ln)Chromierschichten, Alitierschichten, PtAl-Schichten, Silizierschichten

13

Nennen Sie jeweils ein Verfahren und ein Schichtsystem für Auflageschichten.

• Thermisches Spritzen, PVD-Verfahren (kaum noch)
• M-Cr Schichten, M-Cr-Al-(Y) Schichten [M: Ni, Co, NiCo]

14

Nennen Sie zwei Arten des Alitierens (bzw. Aluminierens) in Argon- oder Schutzgasatmosphäre

Pulveralitieren und Gasphasenalitieren

15

Welche Schichtdicken werden beim Alitieren in der Regel erreicht?

20-100 μm

16

Ist eine hohe oder eine niedrige Al-Aktivität beim Alitieren positiv für eine gute Hochtemperaturfestigkeit?

Eine niedrige Al-Aktivität (high temperature process)

17

Nennen Sie drei Möglichkeiten der Leistungssteigerung beim Alitieren.

• „above-the-pack-process"
• Chromalitieren
• Platinierte Werkstoffe (Bildung von Platinaluminiden)

18

Zu welchem Zweck werden Turbinenschaufeln aus TiAI siliziert?

Zum Hochtemperaturschutz gegen Oxidation und Heißgaskorrosion

19

Welche beiden Arten des Thermischen Spritzens für MCrAIY kennen Sie?

• Vakuumplasmaspritzen (VPS)
• Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF)

20

Welches der beiden Verfahren VPS und HVOF weist die höhere Maximaltemperatur auf, welches die höhere maximale Partikelgeschwindigkeit?

• Höhere Maximaltemperatur: VPS (max. 20.000 °()
• Höhere maximale Partikelgeschwindigkeit: HVOF (bis ca. 600 m/s}

21

Welche Begleiterscheinung beim Hochgeschwindigkeitsflammspritzen ist von
Relevanz für den Arbeitsschutz?

Es entsteht ein hoher Geräuschpegel (ca. 130 dBA, Schmerzgrenze für das menschliche
Ohr).

22

Warum findet das Vakuumplasmaspritzen von MCrAIY im Vakuum statt?

Um eine Oxidation der MCrAIY zu vermeiden.

23

Nennen Sie drei Eigenschaften von Zirkoniumoxid.

• Phasenumwandlungen mit Volumensprung
• sehr gute Oxidationsbeständigkeit
• geringe Wärmeleitfähigkeit

24

Nennen Sie zwei Dotierungselemente für Zirkoniumoxid.

Y203, CaO, MgO

25

Wozu wird Zirkoniumoxid dotiert?

Zum Unterbinden der Phasenumwandlung

26

Nennen Sie die drei Schritte zur Herstellung einer gekühlten Turbinenschaufel.

1. MCrAIY-Korrosionsschutzbeschichtung der Ni-Basis-Substrate
2. Laserbohren von Kühlbohrung
3. EB-PVD-Beschichtung des Bohrungsfeldes mit Wärmedämmschicht (hier YPSZ)

27

Was versteht man unter dem englischen Begriff „Abradables"?

Einlaufschichten, z.B. an Turbinen

28

Welchem Zweck dienen "Abradables"?

Reduzierung von Strömungsverlusten

29

Nennen Sie exemplarisch ein dazugehöriges Beschichtungsverfahren von Einlaufschichten und dabei
verwendete Werkstoffe!

Flammspritzen; NiCrAI / Bentonite

30

Nennen Sie eine Möglichkeit, die Schaufelspitzen eines Hochdruckverdichters gegen Verschleiß zu schützen. Bitte geben Sie zudem die beiden Schichtkomponenten angeben.

• Beschichtung durch Auftraglöten
• Metallmatrix und Hartstoffpartikel (z.B. Ni-Basis-Lot und cBN)

31

Nennen Sie die Hauptursache für Titanfeuer in Triebwerken.

Anstreifen der Schaufelspitzen an Gehäuse aus Titan

32

Nennen Sie drei Anforderungen an Schutzschichten gegen Titanfeuer.

• schlechte Wärmeleitfähigkeit
• ausreichende Dicke
• Hohe Haftfestigkeit

33

Was ist die Hauptursache für Erosion in Flugzeugtriebwerken?

Partikelbeladung der Luft

34

Nennen Sie drei Arten von Partikeln, die zu Erosion bei Flugzeugtriebwerken
führen können.

• Sand
• Feinstaub
• Eispartikel

35

Nennen Sie drei typische Umgebungen für Flughäfen, die eine hohe Partikelbeladung aufweisen!

• Wüstengegenden
• stark industrialisierte Gegenden
• kalte Klimazonen

36

Aus welchen drei Komponenten werden Lotsuspensionen zum Auftraglöten hergestellt?

• Additiv (hier: Pulver der Ni-Basislegierung)
• Lotpulver (hier: Ni-Basis-Lote)
• organischer Binder

37

Nennen Sie bitte vier Arten, wie die Lotsuspension auf das zu lötende Werkstück aufgetragen werden kann.

• tauchen
• pinseln
• drucken
• sprühen

38

Welche Vorteile bietet das Auftraglöten mit Lotsuspensionen?

• Beschichtung komplexer Bauteile möglich
• Beschichtung dünner oder dünnwandiger Teile möglich
• nahezu porenfrei ( < 1 %)

39

Nennen Sie bitte zwei Beschichtungsverfahren im Triebwerksbau, mit denen sich Schichtdicken im Bereich von 0, 1 bis 1 μm realisieren lassen.

• Chemical Vapeur Decomposition (CVD)
• Physical Vapeur Decomposition (PVD)

40

Nennen Sie bitte zwei Beschichtungsverfahren im Triebwerksbau, mit denen sich Schichtdicken im Bereich von 10 bis 100 μm realisieren lassen.

• Thermochemische Diffusionsverfahren
• Galvanik

41

Nennen Sie bitte ein Beschichtungsverfahren im Triebwerksbau, mit dem sich Schichtdicken im Bereich von 1 bis 10 mm realisieren lassen.

• Auftragschweißen

42

Welche Temperaturen werden beim Alitieren in der Regel erreicht?

750 - 1150°C

43

Nennen Sie die Zielsetzung von Reperaturverfahren bei Superlegierungen

Reperatur einkristalliner und gerichtet erstarrter Ni-Basis-Superlegierungen