系阻燃钛合金的非等温氧化行为及阻燃性能预测

来源期刊：材料工程2016年第1期

论文作者：弭光宝 曹春晓 黄旭 曹京霞 王宝 隋楠

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关键词：阻燃钛合金;非等温氧化;热重分析;阻燃性能;钛火;

摘    要：采用TGA/DSC实验方法,结合XRD,SEM和EDS分析,系统研究Ti-V,Ti-V-Cr合金的非等温氧化行为及氧化产物的微观结构,并探讨V和Cr元素对Ti-V-Cr阻燃钛合金抗非等温氧化性的影响机制。结果表明:从室温至1723K温度区间内,随着V元素含量的增加,Ti-V合金的抗非等温氧化性显著降低,氧化膜厚度从168μm增加至370μm,Ti-35V合金氧化膜厚度约为Ti-25V的1.45倍;Ti-V-Cr合金的抗非等温氧化性逐渐提高且差异较小,氧化膜厚度从110μm减小至85μm,Ti-35V-15Cr合金的氧化膜厚度比Ti-25V-15Cr降低约15.5%。Ti-V-Cr阻燃钛合金的抗非等温氧化性显著高于Ti-V合金,主要因为非等温氧化过程形成的液态相V₂O₅极大地释放了氧化膜的内应力,提高了氧化膜与合金基体的结合性,并与Cr₂O₃,TiO₂共同阻止了O向合金基体的大量扩散。非等温氧化增重曲线及氧化膜厚度作为特征参数定量描述了Ti-V-Cr阻燃钛合金的抗非等温氧化性,与摩擦着火实验结果相一致,从而预测了合金的阻燃性能。