Spezielles Stahldifferential mit geradem Kegelrad, technisches Differentialgetriebe mit 28 Zähnen, Kegelrad, Bearbeitung kleiner Maschinenteile Deutschland

Anwendung und Eigenschaften von Zahnrädern aus Hochtemperaturlegierungen in Gasturbinen

Während des Betriebs der Gasturbine sind die Zahnräder extrem hohen Temperaturen ausgesetzt. Hochtemperaturlegierungen weisen eine ausgezeichnete Hochtemperaturfestigkeit auf und können bei hohen Temperaturen enormen Belastungen standhalten. Beispielsweise können hochtemperaturhaltige Legierungen auf Nickelbasis auch bei Temperaturen von 700–1000 °C noch eine hohe Streckgrenze und Zugfestigkeit beibehalten. Dies liegt daran, dass das Nickelelement und andere Legierungselemente (wie Chrom, Molybdän, Wolfram usw.) in der Legierung eine stabile Verstärkungsphase bilden, die das Rutschen und die Verformung von Körnern bei hohen Temperaturen wirksam verhindern kann und sicherstellt, dass die Zahnräder unter hohen Temperaturen und hohen Belastungsbedingungen nicht übermäßig verformt werden oder brechen.
Diese Hochtemperaturfestigkeit ermöglicht den Zahnrädern eine stabile Kraftübertragung. Auch wenn die Gasturbine lange läuft oder eine hohe Leistungsabgabe erfordert, bleiben die guten mechanischen Eigenschaften erhalten. So wird eine Verringerung der Kraftübertragungseffizienz oder ein durch die Verformung des Zahnrads bedingter Systemausfall wirksam vermieden.

Während des häufigen Anfahrens, Herunterfahrens und Lastwechsels von Gasturbinen werden die Zahnräder wiederholten Heiz- und Kühlzyklen unterzogen. Zahnräder aus Hochtemperaturlegierungen weisen eine gute thermische Ermüdungsbeständigkeit auf und können den Spannungsänderungen standhalten, die durch solche thermischen Zyklen verursacht werden. Die Mikrostruktur in der Legierung ist speziell ausgelegt, beispielsweise durch Hinzufügen einiger Elemente mit hohen Schmelzpunkten und guter thermischer Stabilität, sodass die innere Struktur des Zahnrads bei starken Temperaturschwankungen nicht leicht reißt oder beschädigt wird.
Wenn das Getriebe aus dem Hochtemperatur-Betriebszustand schnell abkühlt oder sich während des Startvorgangs schnell erwärmt, kann die Wärmeermüdungsbeständigkeit sicherstellen, dass das Getriebe aufgrund von thermischer Spannungskonzentration nicht vorzeitig ausfällt. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Gasturbinen-Kraftübertragungssystems sichergestellt.