航空發(fā)動(dòng)機(jī)用TC11鈦合金抗點(diǎn)燃性能及機(jī)理研究

弭光寶， 曹春曉， 黃 旭， 曹京霞， 王 寶

(北京航空材料研究院 先進(jìn)鈦合金航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100095)

無(wú)論軍用或民用飛機(jī)，其性能在相當(dāng)大程度上取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的水平［1］。近年來(lái)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)取得巨大的進(jìn)步，軍用發(fā)動(dòng)機(jī)推重比已從初期的2 ～3 提高至10 一級(jí)。發(fā)動(dòng)機(jī)性能在較短的時(shí)間內(nèi)能夠得到快速發(fā)展與鈦合金的大量應(yīng)用密切相關(guān)。國(guó)外先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，鈦合金用量已占到發(fā)動(dòng)機(jī)總質(zhì)量的25% ～40%，如F100 發(fā)動(dòng)機(jī)約為25%，F(xiàn)119 發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到40%左右。我國(guó)軍用發(fā)動(dòng)機(jī)的鈦用量已從早期的“零”按不同機(jī)型分別提高至10%，13%，15%和25%，正在研制的民用發(fā)動(dòng)機(jī)的鈦用量預(yù)期為23%左右。因而航空發(fā)動(dòng)機(jī)使用材料的總趨勢(shì)從早期的鋼、鋁時(shí)代轉(zhuǎn)化成冷端以鈦為主，熱端以鎳為主的鎳、鈦、鋼“三足鼎立”的時(shí)代［2］。

隨著高推重比發(fā)動(dòng)機(jī)中鈦合金用量的提高，壓氣機(jī)鈦合金構(gòu)件的工作條件更為復(fù)雜和苛刻，鈦火發(fā)生的傾向性和嚴(yán)重性大大增加，致使鈦火事故頻發(fā)。美國(guó)和俄羅斯在軍用發(fā)動(dòng)機(jī)和民用發(fā)動(dòng)機(jī)中發(fā)生過(guò)100 余起鈦火事故，造成巨大危害和損失［3］，有效預(yù)防鈦火隱患成為研制先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。除美國(guó)、俄羅斯發(fā)生過(guò)多起鈦火事故，近年來(lái)我國(guó)先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)在試車時(shí)也發(fā)生過(guò)幾起鈦火，嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的研制進(jìn)度。導(dǎo)致的結(jié)果是，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)部門對(duì)我國(guó)自主研制高溫鈦合金的選材信心不足，不僅阻礙了鈦合金在先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用研究和工程化進(jìn)程，也制約了我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)用鈦合金材料體系的發(fā)展。……