Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sản phẩm cháy của hợp kim titan TA15 bằng phương pháp nồng độ oxy ma sát
Rare Metals - 2017
Tóm tắt
Đặc điểm vi cấu trúc, quy luật phân bố nguyên tố và cơ chế hình thành vi mô của các sản phẩm cháy của hợp kim titan TA15 đã được nghiên cứu bằng phương pháp nồng độ oxy ma sát, kết hợp với quan sát tại chỗ, nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử quét (SEM) và phân tích phổ tán xạ năng lượng (EDS), cung cấp những suy nghĩ để cải thiện tính chất chống cháy. Kết quả cho thấy, khi áp lực tiếp xúc ma sát (p
fric) là 0.20 MPa và nồng độ oxy của dòng khí trộn (c
0) là 60 vol%, hợp kim titan TA15 tạo ra các tia lửa mãnh liệt và phát ra ánh sáng trắng chói lóa trong quá trình cháy. Các sản phẩm tạo ra sau khi cháy chủ yếu là TiO2 và một lượng nhỏ oxit Al2O3. Bốn vùng khác biệt hình thành từ bề mặt cháy đến ma trận hợp kim, theo thứ tự là vùng cháy, vùng nóng chảy, vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt và vùng chuyển tiếp. Hơn nữa, vùng cháy được cấu thành từ các hợp chất TiO2 và Al2O3, có các vết nứt rõ rệt. Trong vùng nóng chảy, dung dịch rắn giàu oxy dựa trên Al hình thành không liên tục, và sự phân bố nguyên tố có tính biến động mạnh. Trong vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt, có sự phong phú của dung dịch rắn dựa trên Ti và một lượng nhỏ dung dịch rắn dựa trên Al và Mo. Vùng chuyển tiếp được cấu thành từ cấu trúc lớp. Hai phương pháp kỹ thuật được đưa ra để ngăn chặn sự khuếch tán oxy bên trong vùng phản ứng và vùng bị ảnh hưởng bởi phản ứng. Một mặt, hàm lượng Al được thiết kế là giới hạn trên của thành phần hợp kim; mặt khác, các lớp phủ chống cháy được phủ lên bề mặt của hợp kim.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Chen G. Frequent Ti-alloy fired accidents. Int Act. 2009;3:45.
Borisova YA, Sklyarov NM. Burning and Fireproof Measures of Titanium Alloy. Moscow: VIAM; 2007. 8.
Lütjering G, Williams JC. Titanium. 2nd ed. New York: Springer; 2007. 51.
Lai YJ, Zhang PY, Xin SW, Ma FJ, Liu XH, Feng Y, Zeng WD, Li JS. Research progress on engineered technology of fireproof titanium alloy in China. Rare Met Mater Eng. 2015;44(8):2067.
Mi GB, Huang X, Cao JX, Cao CX. Experimental technique of titanium fire in aero-engine. J Aeronaut Mater. 2016;36(3):20.
Cai JM, Mi GB, Gao F, Huang H, Cao JX, Huang X, Cao CX. Research and development of some advanced high temperature titanium alloys for aero-engine. J Mater Eng. 2016;44(8):1.
Luo QS. Research on titanium fire resistance technologies of high-pressure compressor in aero-engine. Chengdu: University of Electronic Science and Technology of China; 2010. 5.
Huo WJ, Sun HG. Titanium-fire fault and prevention technologies in aero-engine. Aeronaut Sci Technol. 2002;14(4):32.
Ming JQ, Xie F. Research on titanium fire retardant coating of a new type turbofan. Aviat Maint Eng. 2015;24(2):65.
Wang WW, Chen YJ, Gao HH. Titanium fire protection technology and test validation method of aero-engine. Gas Turbine Exp Res. 2013;26(5):57.
Sun ZC, Yang H, Han GJ. A numerical model based on internal-state-variable method for the microstructure evolution during hot-working process of TA15 titanium alloy. Mater Sci Eng. 2010;527(15):3464.
Wang GC, Fu MN, Dong HB. Super plasticity deformation of Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V induced by the cyclic change of strain-rate and maxim SPD. J Alloy Compd. 2010;491(1/2):213.
Sun ZC, Yang H. Microstructure and mechanical properties of TA15 titanium alloy under multi-step local forming. Mater Sci Eng. 2009;523(1/2):184.
Ouyang DL, Lu SQ, Huang X, Lei LM. Critical condition for dynamic recrystallization in beta region of TA15 titanium alloy. Trans Nonferrous Met Soc China. 2010;20(8):1540.
Zhu S, Yang H, Guo LG, Fan XG. Effect of cooling rate on microstructure evolution during α/β heat treatment of TA15 titanium alloy. Mater Charact. 2012;72(2):101.
Fan XG, Yang H, Gao PF, Yan SL. Morphology development of enlongated α phases in hot working of large-scale titanium alloy plate. Trans Nonferrous Met Soc China. 2013;23(6):3508.
Xue Q, Peng WW, Zeng WD. Effect of alpha phase morphology and content on properties of TA15 titanium alloy. Titan Ind Prog. 2015;32(2):13.
Lu J, Wang YH, Zhang WF. Effect of microstructure on tensile properties of near-alpha TA15 titanium alloy. Heat Treat Met. 2011;36(6):25.
He SL, Lei XJ, Wang XX, Ma YJ, Wang XJ, Wang DC. The relationship between microstructure and damage tolerance property of TA15 titanium alloy. Chinese Titan Ind. 2011;8(1):20.
Zhang QL, Li XW. Effect of structure on fatigue properties and fracture toughness for TA15 titanium alloy. Mater Eng. 2007;52(7):3.
Zhang JP, Min XH. Effects of elements N, O, Fe on microstructure and property of TA15 titanium alloy. Dev Appl Mater. 2013;28(2):83.
Liu X, Zhao XJ, Gong SL, Lei YP. Influence of hydrogen on microstructure of TA15 titanium alloy. Chinese J Nonferrous Met. 2010;20(1):178.
Mi GB, Huang X, Cao JX, Wang B. A test method characterizing the fireproof property of titanium alloys for aero-engine. China Patent; ZL201218003649.0. 2012.
Wang QM, Flores AR, Schroeter OR, Mykhaylonka RC, Leyens C, Garkas W, Baben M. Fabrication and oxidation behavior of Cr2AlC coating on Ti6242 alloy. Surf Coat Technol. 2004;204(15):2343.
Liu GL, Li Y. Study on the electron theory of high temperature oxidation mechanism of titanium aluminum alloy. Acta Physica Sinica. 2012;61(17):177101.
Mi GB, Huang XS, Li PJ, Cao JX, Huang X, Cao CX. Non-isothermal oxidation and ignition prediction of Ti-Cr alloys. Trans Nonferrous Met Soc China. 2012;22:2414.
Mi GB, Huang X, Cao JX, Cao CX. Ignition resistance performance and its theoretical analysis of Ti–V–Cr type fireproof titanium alloys. Acta Metallurgrica Sinica. 2014;50(5):584.
Peng LP, Xia ZC, Yin JW. First-principles calculation of rutile and anatase TiO2 intrinsic defect. Acta Physic Sinica. 2012;61(3):037103.
Hurlen T. On the defect structure of rutile. Acta Chem Scand. 1959;13(2):365.
Kofstad P, Hauffe K, Kjollesdal H. Investigation on the oxidation mechanism of titanium. Acta Chem Scand. 1958;12(2):239.
Tang ZL, Wang FH, Wu W. High temperature corrosion and protection of titanium alloys and TiAl intermetallics. Rare Metal. 1996;20(4):291.