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
,
曹春晓
,
黄旭
,
曹京霞
,
王宝
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.4.008
采用摩擦点燃方法研究摩擦接触压力P和预混气流氧浓度c0对TC11钛合金抗点燃性能的影响,建立定量描述TC11钛合金抗点燃性能的P-c0关系,并结合原位观察、SEM和EDS等手段给出TC11钛合金点燃与抗点燃的微观机理.结果表明,TC11钛合金的P-c0关系曲线符合抛物线规律,P从0.05MPa增至0.25MPa时,点燃对应的c0降低约32.5％;TC11钛合金点燃的c0至少比TC4钛合金高20％,即TC11钛合金的抗点燃性能显著高于TC4钛合金;摩擦过程产生强烈的火花,着火首先发生在具有原生金属表面的微凸体上;点燃过程形成燃烧区、熔凝区、热影响区和过渡区四个具有不同特征的区域;富Al和Mo的钛基固溶体相降低热影响区Ti向熔凝区的扩散速率,限制燃烧区Ti与O的优先反应,并与熔凝区O的大量固溶共同阻止O向热影响区的继续扩散,从而提高微凸体的抗点燃性能.
关键词:
航空发动机
,
TC11钛合金
,
阻燃性能
,
摩擦点燃
,
机理
,
钛火
弭光宝
,
曹春晓
,
黄旭
,
曹京霞
,
王宝
,
隋楠
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.01.001
采用TGA/DSC实验方法,结合XRD,SEM和EDS分析,系统研究Ti-V,Ti-V-Cr合金的非等温氧化行为及氧化产物的微观结构,并探讨V和Cr元素对Ti-V Cr阻燃钛合金抗非等温氧化性的影响机制.结果表明:从室温至1723K温度区间内,随着V元素含量的增加,Ti-V合金的抗非等温氧化性显著降低,氧化膜厚度从168μm增加至370μm,Ti-35V合金氧化膜厚度约为Ti-25V的1.45倍;Ti-V-Cr合金的抗非等温氧化性逐渐提高且差异较小,氧化膜厚度从110μm减小至85μm,Ti-35V-15Cr合金的氧化膜厚度比Ti-25V-15Cr降低约15.5％.Ti-V-Cr阻燃钛合金的抗非等温氧化性显著高于Ti-V合金,主要因为非等温氧化过程形成的液态相V2O5极大地释放了氧化膜的内应力,提高了氧化膜与合金基体的结合性,并与Cr2O3,TiO2共同阻止了O向合金基体的大量扩散.非等温氧化增重曲线及氧化膜厚度作为特征参数定量描述了Ti-V-Cr阻燃钛合金的抗非等温氧化性,与摩擦着火实验结果相一致,从而预测了合金的阻燃性能.
关键词:
阻燃钛合金
,
非等温氧化
,
热重分析
,
阻燃性能
,
钛火
蔡建明
,
弭光宝
,
高帆
,
黄浩
,
曹京霞
,
黄旭
,
曹春晓
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.08.001
新一代高推重比航空发动机压气机和涡轮系统高温环境使用的叶片、盘、机匣、整体叶盘和整体叶环等构件设计通常选用先进高温钛合金材料。本文综述近年来我国600℃高温钛合金、阻燃钛合金、TiAl合金、连续SiC纤维增强钛基复合材料及其应用技术取得的最新研究进展，并提出材料及构件设计、加工和使用亟待突破的关键技术，包括工业铸锭成分高纯化和均匀化控制技术、大规格棒材及特殊锻件制备技术、整体叶盘和整体叶环零件机械加工技术、材料性能评价及应用设计技术等。先进高温钛合金材料的不断应用将有力推动我国航空发动机技术发展。
关键词:
先进航空发动机
,
600℃高温钛合金
,
阻燃钛合金
,
TiAl合金
,
SiC纤维增强钛基复合材料
,
钛火
