你所不知道“钛火”吗?

钛合金狗眼 2024-11-19 11:29:55

钛火是指由于某种原因如剧烈冲击、摩擦导致钛或钛合金机件起火燃烧,造成损伤或烧毁的事件。飞机发动机的钛合金着火(以下简称“钛火”)事故,就是金属燃烧的一种典型案例。

上世纪60年代,英国在研制全球闻名的、单发的、能垂直起降的“鹞式”战斗机P1127时,它的一个原型机XP972于1962年10月30日在试飞中,由于所用的‘飞马’发动机中的钛合金制的压气机叶片与钛合金制的机匣相磨碰,引发压气机着火,(这种着火现象称为“钛火”),造成发动机失火停车,飞机坠毁,飞行员成功跳伞获救。

据1979年统计,从1962到1979年的17年中,国内外的航空发动机中总共出现钛着火事件144次,其中烧穿压气机机匣的有59次。

为什么会发生钛火现象?我们都知道钛在正常温度下是α结构,表面往往形成致密氧化膜Ti02,起到保护作用;当钛被加热到较高温度时会形成Ti203和Ti305,而这两种氧化物的密度都高于TiO2,因此原有的TiO2氧化膜极易破裂失去密封作用,使得内部金属大量暴露在氧化剂中,使得短时间内热量生成远大于热量损失,造成温度急剧升高,最终促成燃烧。总而言之,钛火是由钛表面氧化膜致密性导致的。

为了解决钛火问题,世界各国的航空动力和航空材料专家一直致力于钛火防护技术的研究,并取得了一定的研究成果。如:改进发动机结构设计,降低钛合金机件摩擦的可能性并避免钛合金机件的直接摩擦;在钛合金零部件的表面喷涂阻燃涂层,起到延缓或阻止燃烧的作用;研究开发具有良好阻燃性能的阻燃钛合金,从根本上解决钛合金容易起火燃烧的问题。

目前英、美、俄等国家都研制出了各自的阻燃钛合金,并已在发动机上获得了应用。我国对钛火现象的研究起步较晚,但也取得了一些进展,研制出了钛-铬-钒系新型阻燃钛合金Ti40(Ti-25V-15Cr-0.2Si)和Ti14(Ti-1Al-13Cr- 0.2Si)。但是,钛火这一问题尚未取得实质性的研究突破,并没有一种能完全避免钛火,同时又不影响飞机性能的方法。

钛火是一个难题,它需要更多更专业的工程师静下心来,坐在冷板凳,埋头苦干,让钛火消失的无影无踪。

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钛合金狗眼

简介:一个专注钛及钛合金材加工技术人员。