曹京霞
,
黄旭
,
弭光宝
,
沙爱学
,
王宝
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.4.009
阻燃钛合金是为了应对航空发动机钛火隐患而研制高温结构材料.经过近十年的发展,研发出500℃(Ti40)和550℃(TF550)两个耐温级别的Ti-V-Cr系阻燃钛合金,并且在Ti-V-Cr系阻燃钛合金工业铸锭熔炼、挤压开坯、棒材锻造及环锻件轧制等工艺技术方面取得了较大进展.通过拓展摩擦点火实验技术,建立了以P-co曲线定量表征钛合金抗点燃性能的测试方法,测试结果表明,Ti40与TF550阻燃钛合金具有接近的抗点燃性能.综合考虑原材料成本、综合性能和制造工艺等多方面的因素,Ti40和TF550阻燃钛合金各具优势.
关键词:
阻燃钛合金
,
铸锭
,
挤压
,
环锻件
,
力学性能
,
抗点燃性能
,
发动机钛火
弭光宝
,
黄旭
,
曹京霞
,
曹春晓
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00501
建立定量描述阻燃钛合金抗点燃性能的摩擦接触压力P与预混气流氧浓度c0关系,对比研究Ti-V-Cr系阻燃钛合金及常规钛合金的抗点燃性能,并基于摩擦生热原理和着火热爆燃理论对阻燃钛合金的抗点燃机理进行模型计算分析.结果表明,当c0≥70％时,Ti40钛合金在室温下即会点燃.Ti40钛合金的抗点燃性能比Alloy C+钛合金低2.5％,比TC4钛合金高40％.阻燃钛合金的着火源为摩擦过程产生的微凸体,氧的化学吸附是氧与微凸体相互作用的控制步骤,阻燃钛合金的摩擦点燃临界温度Y*随等效压力Peq的增大而减小.对于Ti40钛合金,当Peq在0.1～0.5 MPa变化时,T*的变化范围为1073～1323K;摩擦表面由TiO2,V2O5和Cr2O3等氧化物融合物构成,厚度为2～5 μm.摩擦过程中该层融合物改善了接触表面的润滑条件,使摩擦区的温度大幅度降低,从而提高了阻燃钛合金的抗点燃性能.
关键词:
航空发动机
,
阻燃钛合金
,
阻燃性能
,
抗点燃性能
,
氧化物融合物
,
钛火
