航空发动机钛火故障及防护技术

钛合金以其优良的特性在航空发动机上得以广泛应用,在显著提高发动机性能的同时,也带来了另外一个严重的问题——钛火故障。本文阐述了钛火故障的危害及原因,介绍了改进结构设计、发展钛合金阻燃涂层和阻燃钛合金等钛火防护技术。     

我国钛工业与技术进展及展望

至2014年,我国钛工业已经整整经历了60年的发展历程,取得瞩目的成绩。在简要介绍我国钛工业发展现状的基础上,评述钛冶金、钛塑性加工理论和技术、相变组织控制及近净成形技术等方面的研究进展,最后指出我国钛工业与技术今后发展应该重视的重要方向为:钛及钛合金(尤其是海洋用钛合金)应用技术的研究和开发;钛合金低成本化技术研究;钛合金的基础研究和性能数据积累;钛合金设计和加工过程的计算机模拟技术研究等。     

HB 7234－95《钛及钛合金钨极氩弧焊标准色块》简介

根据钛及钛合金熔焊时，其焊缝及热影响区因污染程度不同相应地形成具有特定颜色氧化物这个特点，研制了用于检查钛焊件焊缝质量的标准色块，并编制了配套使用的ＨＢ７２３４－９５《钛及钛合金钨极氩弧焊标准色块》。说明了选用ＴＡ７钛材料制作色块的试验依据及检验时如何处理热影响区及变色带等问题。     

高性能发动机加力泵叶轮的真空钎焊

用叠层状钛基钎料Ｔｉ－２０Ｃｕ－１３Ｎｉ真空钎焊（或钎焊并扩散）ＴＣ４钛合金，可获得抗氧化、耐腐蚀、高强度的接头，并已成功用于高性能发动机钛叶轮的钎焊。     

Ti—15—3钛合金板材冷成形

纯钛强度偏低，合金钛工艺性差，使钛合金用量受到限制，。本文通过对伞梁零件的研制证明Ｔｉ－１５－３钛合金具有优异的性能，可以冷上加工成形复杂形状的板金零件，经时效 后获得高的强度并有较好的焊接性能，是一种比较理想的航空材料。     

钛材降低成本的途径

降低钛及钛材加工生产成本是钛及钛材走向民用的重大问题。本文介绍了海绵钛、钛铸件、钛粉冶金产品、钛合金及残钛回收的低成本生产和加工方法，以期对推广钛的民用有所裨益。     

国外引进技术资料分析——钛和钛合金的钣金成形

随着航空工业的发展,钛和钛合合的应用越来越多,掌握钛和钛合金的钣金成形新的工艺方法已迫在眉睫。在部组织下,我们对58份有关钛和钛合金钣金成形的国外引进技术资料进行了有重点的初步分析。现将分析结果作一简单介绍。一、对比分析意见     

（TC4）抗拉型环槽铆钉的研制

概述了在ＨＢ６８４３～６８５０－９３《钛合金环槽铆钉》编制过程中，对国产ＴＣ４材料的试用研究、工艺方法探索情况；介绍了在钢夹层上和在复合材料夹层上，用国产ＴＣ４材料制成的抗拉型钛环槽铆钉所做试验的结论：按ＨＢ６８５１－９３规定的夹紧力进行铆接，国产ＴＣ４抗拉型钛环槽铆钉的疲劳寿命已达到或超过了美国ＮＡＳ６２１和ＢＰＳ－Ｆ－４６的规定值。     

固体发动机用钛的发展

本文论述了用钛合金制造固体火箭发动机壳体的优越性,评述了美国及其它西方国家钛壳体的研制和应用概况,简要介绍了我国钛壳体的试制现状。认为,现代宇航发动机壳体采用钛合金仍然具有重要意义。     

钛及钛合金的激光表面强化处理

本文简要地介绍了近年来在钛及钛合金的激光表面强化处理方面国外所进行的部分试验结果,包括激光照射、激光熔凝、激光氮化、激光碳硼共渗和碳硅共渗以及激光渗金属等对钛及钛合金的组织和性能的影响。     

钛合金的热氢处理

热氢处理是一种新的钛合金加工技术,已广泛应用于钛合金中,本文综述了钛合金热氢处理的基本原理和工艺以及热氢处理对钛合金铸件、残钛、钛铝化合物、钛基复合的组织、力学性能物加工性能的影响的近年研究成果。     

航空齿轮箱材料应用分析

简要阐述航空齿轮箱体的材料特性，并对铝、镁、钛、钢４种材料参数进行分析评定．最后介绍了钛合金箱体及钛合金的加工制造方法。     

精铸钛合金后封头致密化处理

本文研究了用装备石墨加热炉的热等静压机进行精铸ＺＴ－４钛合金后封头致密化处理。采用钛屑保护有效地防止了石墨加热炉的污染。热等静压处理的ＺＴ－４钛合金后封头内部缺陷全部消除，合金的强度基本不变，塑性有明显的提高，产品的可靠性极高。     

界面在钛合金燃烧过程中的作用

高推重比航空发动机中的钛火在燃烧过程中燃烧界面对钛合金燃烧行为有重要影响。研究结果表明,钛合金燃烧产物与空气的界面及产物内部因膨胀系数、Ｐ－Ｂ比不同等原因,均严重开裂、多孔,不能阻止燃烧的持续进行。纯钛和ＴＣ４合金燃烧产物与基体的界面也如此,而Ｔｉ４０阻燃钛合金的燃烧产物与基体的界面致密,界面产物是稳定的具有保护作用的Ｃｒ２Ｏ３,可阻止空气中可燃气体氧向基体内扩散,降低合金的燃烧速度。以此为基础提出了阻燃钛合金的中断氧输送阻燃机理     

航空发动机高温钛合金非等温氧化行为研究进展

阻燃性能是衡量航空发动机钛火安全的关键性能指标,通常采用钛合金材料/构件抵抗热自燃、点燃和扩展燃烧的能力进行综合评价。针对高性能航空发动机对先进高温钛合金的需求,在回顾近期抗点燃性能和抗燃烧性能试验技术研究基础上,重点从抗热自燃性能的层面介绍阻燃钛合金、高温钛合金及钛铝金属间化合物的非等温氧化行为及阻燃机理的研究进展,并对未来发展方向进行展望。     

焊接工艺对钛合金焊接接头冲击韧性的影响

介绍了俄罗斯对钛及其钛合金焊接接头冲击韧性最大值的影响因素的研究工作,以对相关航空研究作参考作用。     

“钛及钛合金标准分析方法”评述

本文论述了国内外钛及钛合金标准分析方法的技术特征及现状,并对航空工业部部颁“钛及钛合金标准分析方法”的技术要点、特点和先进性进行了较详细阐述。     

钛合金构件碰摩着火试验器研制及应用

介绍了自主研制的国内首台可变环境条件(压力、温度、流速)旋转碰摩式钛火试验器及相关试验研究,建立了旋转碰摩着火试验流程。通过设定旋转碰摩的工作环境及进给力大小,成功再现了钛合金试样(TC17/TC4)着火、稳定燃烧、燃烧扩展等复杂燃烧过程。该试验器的成功研制,为钛合金构件着火性能及其防护研究提供了试验手段,在航空发动机钛合金燃烧特性评估和防钛火试验研究领域,具有良好的应用前景。     

我国航空用钛合金材料研究现状

评述了我国航空用钛合金材料研制部门近几年研究现状,包括高温钛合金、钛基复合材料、强韧性钛合金、阻燃钛合金等,以及将来的发展趋势.     

航空发动机钛火预防技术研究的进展

针对航空发动机防钛火的控制技术,结合国内外相关工作的研究状况,从钛火机制分析、防钛火阻燃合金的作用机制、阻燃钛合金体系研究状况、阻燃涂层的研究及防钛火结构设计等方面,对航空发动机钛火控制技术领域取得的研究成果进行总结和分析.重点论述了各国先进航空发动机中良好的钛火预防技术,并提出我国应建立钛合金启燃与环境(温度、压力、流速)的关系,从根本上解决了阻燃钛合金工程化问题上存在的风险.