Meccanismi resistenti alla combustione sottostanti per la lega di titanio

Il “fuoco al titanio” prodotto durante l’alta pressione e l’attrito è il principale scenario di guasto per i motori aeronautici. Per alleviare questo problema, sono state sviluppate leghe di titanio resistenti all’ustione serie Ti-V-Cr e Ti-Cu-Al. Tuttavia, che bruciano le leghe resistenti esibiscono la migliore proprietà con costo ragionevole deve essere valutato. Questo lavoro svela i meccanismi di combustione di queste leghe e discute se la resistenza all’ustione di Cr e V può essere sostituita da Cu, su cui manca un’esplorazione approfondita. Sono considerate due leghe resistenti all’ustione rappresentative, tra cui le leghe Ti14 (Ti-13Cu-1Al-0.2 Si) e Ti40(Ti-25V-15Cr-0.2 Si). Rispetto alla lega di titanio resistente all’ustione commerciale, cioè la lega TC4 (Ti-6Al-4V), è stato trovato che sia le leghe Ti14 che Ti40 formano scudi “protettivi” durante il processo di combustione. Specificamente, per la lega Ti14, un chiaro strato Cu-ricco è formato all’interfaccia fra la zona bruciante del prodotto e la zona colpita calore, che consuma l’ossigeno producendo i composti Cu-O ed impedisce la reazione con la Ti-matrice. Questo lavoro ha stabilito una comprensione fondamentale dei meccanismi resistenti alla combustione per le leghe di titanio. È importante sottolineare che, si è constatato che Cu potrebbe dotare leghe di titanio con simile capacità di bruciare resistente come quella di V o Cr, che apre una strada conveniente per progettare bruciare leghe di titanio resistenti.

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