600℃高温钛合金燃烧组织演变及机理

采用摩擦氧浓度法测定600℃高温钛合金的阻燃性能,通过聚焦离子束技术和高分辨电子显微镜对燃烧组织的燃烧区、熔凝区和热影响区内不同价态的氧化产物进行表征与界面结构分析,发现燃烧产物Al₂O₃,Ti₂O₃以及TiO₂具有不同于氧化过程的形成方式;结合自由能和蒸气压计算,揭示燃烧组织演变的机理及其对合金阻燃性能的影响.结果表明,合金中6%的Al元素含量导致熔凝区/热影响区界面不能形成连续性Al₂O₃保护层;1800 K左右TiO蒸气压的显著增加造成熔凝区形成Ti₂O₃和Ti构成的疏松结构,为氧的快速内扩散提供路径;此外,燃烧区中形成的TiO₂熔体对基体不具有保护作用.因此,600℃高温钛合金不具备良好的阻燃性能.