文档名：气流速度对Ti3Al基合金摩擦起燃行为的影响
摘要：采用高温、高速摩擦点燃法研究Ti3Al基合金在220～380m/s气流环境中的起燃行为,结合理论计算分析气流速度对表面氧浓度、氧化控制步骤的影响,探讨气流速度对起燃行为的影响机理.结果表明:当气流速度达到240m/s时,Ti3Al基合金开始发生起燃;当气流速度达到360m/s时,Ti3Al基合金不再发生起燃.低气流速度下,高温下的表面氧浓度低于临界值,氧化反应控制步骤由低温下的化学动力学过程转变为高温下的氧向合金表面的扩散过程.随着气流速度的加快,虽然对流散热速率增大,但表面氧浓度增大引起的氧化产热速率的增大速率比对流散热速率的大,使得升温速率增大,促进Ti3Al基合金发生起燃.高气流速度下,高温下的表面氧浓度仍然高于临界值,氧化反应控制步骤始终是化学动力学过程.随着气流速度的增大,高温下的氧化产热速率增大速率比对流散热速率的小,使得升温速率减小,不利于Ti3Al基合金发生起燃.
Abstract：TheignitionbehaviorofTi3Al-basedalloyin220-380m/sgasflowenvironmentwasstudiedbyusingfrictionignitionmethod.Combinedwithnumericalcalculations,theinfluenceofairflowvelocityonsurfaceoxygenconcentrationandoxidationcontrolstepwasanalyzed,andthentheinfluenceofairflowvelocityonignitionbehaviorwasdiscussed.TheresultsshowthattheTi3Al-basedalloybeginstoignitewhentheairflowvelocityreaches240m/s.Whentheairflowvelocityreaches360m/s,theTi3Al-basedalloynolongerignites.Underlowairflowvelocityconditions,thesurfaceoxygenconcentrationathightemperatureislowerthanthecriticalvalue,andtheoxidationreactioncontrolstepchangesfromthechemicalkineticsprocessatlowtemperaturetothediffusionprocessofoxygentothealloysurfaceathightemperature.Astheairflowvelocityincreases,althoughtheconvectiveheatdissipationrateincreases,theincreaserateoftheoxidationheatgenerationratecausedbytheincreaseofthesurfaceoxygenconcentrationisgreaterthanthatofconvectiveheatdissipationrate,whichincreasestheheatingrateandpromotestheignitionofTi3Al-basedalloy.Underhighairflowvelocityconditions,thesurfaceoxygenconcentrationathightemperatureisstillhigherthanthecriticalvalue,andthecontrolstepoftheoxidationreactionisalwaysthechemicalkineticsprocess.Atthistime,withtheincreaseofairflowvelocity,theincreaserateofoxidationheatgenerationrateathightemperatureissmallerthanthatofconvectiveheatdissipationrate,resultinginadecreaseinheatingrate,whichisnotconducivetotheignitionofTi3Al-basedalloy.
作者：邱越海 弭光宝 李培杰 隋楠 曹京霞 Author：QIUYuehai MIGuangbao LIPeijie SUINan CAOJingxia
作者单位：中国航发北京航空材料研究院先进钛合金航空科技重点实验室,北京100095;清华大学新材料国际研发中心,北京100084中国航发北京航空材料研究院先进钛合金航空科技重点实验室,北京100095清华大学新材料国际研发中心,北京100084
刊名：材料工程 ISTICEIPKU
Journal：JournalofMaterialsEngineering
年，卷(期)：2024, 52(5)
分类号：TG146.2
关键词：Ti3Al基合金 气流速度 摩擦起燃 机理 钛火
Keywords：Ti3Al-basedalloy airflowvelocity frictionignition mechanism titaniumfire
机标分类号：O64TK16TU831.4
在线出版日期：2024年7月3日
基金项目：国家自然科学基金，国家科技重大专项气流速度对Ti3Al基合金摩擦起燃行为的影响[
期刊论文] 材料工程--2024, 52(5)邱越海 弭光宝 李培杰 隋楠 曹京霞采用高温、高速摩擦点燃法研究Ti3Al基合金在220～380m/s气流环境中的起燃行为,结合理论计算分析气流速度对表面氧浓度、氧化控制步骤的影响,探讨气流速度对起燃行为的影响机理.结果表明:当气流速度达到240m/s时,Ti3Al基...参考文献和引证文献
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