Uçak Motoru İmalatında Kullanılan Malzemeler

Günümüzde milyonlarca yolcunun hava yolları vasıtasıyla seyahat ettiği düşünüldüğünde havacılık sanayinin dünya pazarındaki önemi çok büyüktür. Bu faktör göz önüne alındığında havacılık güvenliği karşımıza çıkmaktadır. İşte bu sebepten dolayı havacılık endüstrisi, çok yüksek düzeyde hassasiyete sahip ileri imalat teknikleri,üretilen her parçanın mutlak doğrulukta ve hassasiyetle üretildiğine emin olunmasını sağlayan muayene yöntemleri ve belkide en önemlisi de zor şartlara uyum sağlaması gereken malzemelerden yararlanmaktadır.

Bu malzemelere göz attığımızda,özellikle uçak motorlarında kullanılan malzemelerin sahip olması gereken bazı spesifik özellikler vardır. Bunlar;

• Sürünmeye karşı direnç
• Yüksek sıcaklık tokluk değerleri
• Yorulmaya karşı dayanıklılık
• Oksidayson direnci
• Yüksek sıcaklık korozyonuna dayanım olarak gösterilebilir.

Günümüzde uçak motorlarında yaygın olarak kullanılan malzemeler; Ti alaşımları, Süper alaşımlar, yüksek mukavemet çeliklerdir. Kompozit malzemelerin kullanım oranları şuan halihazırda kullanılan malzemelere kıyasla düşük miktardadır fakat gelişen yeni malzeme ve proses teknikleriyle kullanımları artış göstermektedir.

Bu malzemelerden çelikler genellikle mil ve dişli gruplarında kullanılırken, alaşımlar daha çok kompresör, türbin ve yanma odalarında kullanılmaktadır.

1. Kompresör

• Ti-6Al-4V alaşımı genelde dönen ve sabit olan kompresör kanatçıklarında kullanılmaktadır. (Düşük sıcaklıkta yüksek mukavemet, mekanik işlenebilirlik, kaynak edilebilirlik)
• Alaşım 685, 829, 834 farklı türde ve miktarlarda elementleri içeren halihazırda kullanılan diğer alaşım türleridir.
• Ti-8Al-1Mo-1V fan kanatlarında kullanılmaktadır.
• Kompresörün son kısımları (Yüksek Basınç Kompresörü) nikel bazlı süper alaşımlardan imal edilir.Bunun nedeni titanyum alaşımlarının özelliklerini optimum olarak koruyabildiği sıcaklık değerleri 600°C’lere kadardır.

2. Yanma Odası

• Nikel esaslı süper alaşımlar (Hastalloy X,Nimonic 263 vb.)
• Kobalt bazlı süper alaşımlar (HA-188,Daha iyi bir sürünme dayanımı sağlarlar.)
• Seramik matrisli kompozitler (Kullanımları gün geçtikçe artış göstermektedir)
• Yanma odasında 1800°C gibi değerlere ulaşan sıcaklık değerlerinden dolayı bu bölümde çeşitli parçalar için termal bariyer kaplamalardan (TBC) yararlanılmaktadır. (Transition pieces, combustion layers)

3. Türbin

• En sık kullanılan türbin malzemesi İnkonel 718’dir. Türbin disklerinde ve döner bileziklerinde sıkça kullanılırlar. Bu malzemeler çoğunlukla dövme yöntemiyle üretilirler.
• Türbinlerdeki tüm sabit ve hareketli kanatçıklar (Vane+Blade) ise döküm yöntemiyle üretilmektedir.Bunun nedeni kanatçıklar çok yoğun olarak döner yüklere ve yüksek sıcaklıklara maruz kalmaktadırlar. Döküm yöntemiyle elde edilecek bu özellikler dövme işlemiyle elde edilen parçalardakilere oranla nispeten daha iyidir.
• Rene 41, Rene 77, Rene 100, In 100 bulundurdukları daha yüksek krom değerleriyle daha gelişmiş korozyon değerlerine sahiptirler ve türbin malzemesi olarak kullanılmaktadırlar.
• Yanma odalarında olduğu gibi burada da farklı tipte kaplamalardan yararlanılmaktadır. Bunlar;
  

1. Alümina kaplama
2. Termal bariyer kaplama(TBC)
3. Yardımcı kaplama (Overlay coating). Bu kaplamalar yanma odasında oluşması muhtemelen olan oksidasyon,korozyon ve degredasyonu engellemek için kullanılırlar.

Kaynakça

• https://aviation.stackexchange.com/questions/25645/what-material-is-used-to-make-the-hot-sections-of-jet-engines
• https://www.researchgate.net/figure/Overview-of-materials-used-at-plane-body-construction-a-and-materials-used-in-aero-jet_fig1_323271857
• https://www.iom3.org/materials-world-magazine/feature/2013/may/09/materials-through-ages-materials-aeroplane-engines