金属学报

作者：曹姝婷, 张少华, 张健

单位：1中国科学院金属研究所 沈阳 110016；2中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016

关键词：金属燃烧,高压,富氧,高温合金,燃烧机理,

基金：国家自然科学基金项目(52150233);中国科学院重点部署项目(ZDRW-CN-2021-2-1)

基于自主研制的金属富氧燃烧实验设备，在O2浓度为99.5%、压强为3.5~25 MPa条件下，对GH4061合金进行了燃烧实验，使用高速相机、SEM、EDS和XRD对合金燃烧过程以及燃烧后的试棒进行观察分析，研究了高压富氧条件下GH4061合金的燃烧过程，并分析了其燃烧机理。结果表明，随着O2压强的提高，试棒燃烧长度增大，同时燃烧速率加快。根据ASTM-G124标准，GH4061合金在99.5%纯O2室温点燃条件下，燃烧阈值约为5 MPa。合金的燃烧区域自上而下可以分为过渡区、熔化区、燃烧前沿和氧化物区。燃烧过程中，燃烧热较高的元素优先燃烧，液态金属与O2接触发生反应形成熔融的氧化物，其中密度较低的氧化物会上浮至熔化区，并在上浮过程中凝固形成尺寸较小的富Al/Ti氧化物和尺寸较大、具有枝晶形貌的混合氧化物。基于热力学理论，分析了O2压强对合金燃烧行为的影响。

来源：2023年第4期

《金属学报》期刊编辑部

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