钛合金氧化行为研究进展

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1、第31卷第3期Vol.31No.32014年6月June2014钛合金氧化行为研究进展1，222222李旭升，辛社伟，毛小南，李倩，葛鹏，周伟（1.西安建筑科技大学，陕西西安710055）（2.西北有色金属研究院，陕西西安710016）摘要：航空发动机的应用条件决定了部分钛合金需要在较高的温度条件下使用，而在高温条件下，相对于材料本身性能的退化，表面抗氧化腐蚀能力更为重要，决定了合金的最终使用温度。由于合金成分的不同，各类高温钛合金在高温环境下的抗高温气体腐蚀能力、腐蚀产物以及腐蚀机理也有所差异。为此，结合国内外高温钛合金的最新研究成果，全面阐述了各类高温钛合金

2、的氧化研究现状以及其高温氧化机理，并指出了高温钛合金的防氧化措施及今后的研究方向。关键词：钛合金；氧化；合金化；进展ProgressinResearchonOxidationBehaviorofTitaniumAlloy1，222222LiXusheng，XinShewei，MaoXiaonan，LiQian，GePeng，ZhouWei（1.Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’an710055，China）（2.NorthwestInstituteforNonferrousMetalResearch，Xi

3、’an710016，China）Abstract：Applicationconditionofaeroenginedeterminesthepartofthetitaniumalloysneedtobeusedunderhightemperatureconditions.Butthesurfaceoxidationresistanceofthematerialismoreimportantthantheperformanceofitselfunderthehightemperature，andthesurfaceoxidationresistancedeterm

4、inesthefinalusetemperatureofthealloy.Becauseofthedifferentcompositionofthealloy，theabilityofanti-hightemperaturegascorrosion，corrosionproductsandcorrosionmechanismarealsodifferent.Baseonthelatestdevelopmentofhigh-temperaturetitaniumalloybothdomesticandabroad，oxiditionbehaviorandmecha

5、nismunderhightemperatureofthealloyissummarizedwhilethemethodofantioxidationandtheorientationofthestudyinthefutureisputforward.Keywords：titaniumalloy；oxidation；alloying；progress积，可能诱发裂纹从表面萌生，并最终限制在使用0引言温度下工件能够保持正常服役的时间。大量实践证明，在高温条件下，相对于材料本身性能的退化，钛合金是航空发动机减轻结构重量、提高推重表面抗氧化腐蚀能力往往对工件的长期服役

6、起着更比必须采用的重要轻质材料，并在相当长的时期内不可替代。航空发动机的应用条件决定了部分钛合为重要的作用，将决定合金的最终使用温度。对于金需要在较高的温度下使用，这不但要求合金在高目前已知的钛合金，在没有氧化防护的条件下，稳温条件下具有良好的热强性，也要求合金在相应温定使用的最高温度不超过800℃。在此温度范围内，度下具有较好的抗氧化腐蚀能力。氧化腐蚀反应产合金成分不同，其抵抗高温气体腐蚀的能力不同，［1-4］物（主要是氧化物）的形成会降低合金的有效承载面腐蚀产物和腐蚀机理也有所差异。本文将首先对钛合金氧化的基础理论进行介绍，收稿日期：2014-03-21然后

7、归纳综述使用温度不同的钛合金氧化特点以及基金项目：陕西省自然基金项目（2014JM6222）；中航工业创目前钛合金常用的防氧化措施，可为钛合金表面氧新基金项目（CSJ35-0081-12）通信作者：李旭升（1989—），男，硕士研究生。化研究提供资料基础。831卷部扩散，使得钛在500℃以下的空气中稳定。随着1钛的氧化基础温度的升高，表面氧化膜开始溶解，氧进入金属内与所有的金属材料相似，钛及钛合金的氧化是部晶格。超过700℃时，氧向金属内部的扩散运动建立在反应式（1）的基础之上。加快，此时，在表面TiO与基体之间生成TiO、2352xTi+yO=2TiO（1）T

8、iO、TiO等氧化物层，