梁贤烨,弭光宝,李培杰,黄 旭,曹春晓

（1.中国航发北京航空材料研究院 钛合金研究所, 北京 100095；2.清华大学 新材料国际研发中心, 北京 100084；3.中国航发先进钛合金重点实验室, 北京100095）

为满足现代航空发动机轻量化结构设计的要求，具有高比强、耐高温等优异特性的钛合金得到大量应用[1-2]。然而，随着先进航空发动机性能的进一步提升，高压压气机内部的运行工况更加复杂和苛刻，包括异物撞击、刮磨、喘振、碰磨和熔滴等在内的异常现象突发的可能性大大增加，导致钛合金叶片和机匣等部件局部温度急剧升高而发生着火事故，即钛火。钛火的特点是，起火时间短、燃烧传播速度快，具有突发性和不可预测性，难以采取有效的灭火措施，轻则造成叶片烧损、机匣烧穿，重则烧毁整个发动机。鉴于钛火的巨大危害性，钛火防控（含实验测试、材料和表面等[3-5]的综合技术）引起高度重视，并成功应用于F119和EJ200等国外著名航空发动机，遗憾的是国内尚处于应用基础研究阶段，尤其对钛火机理及边界特性不清楚。

国外学者对不同加热形式的金属着火模型进行理论与实验研究。Classman等[6]和Frank等[7]认为金属着火属于非均相氧化反应，并在热自燃理论基础上建立了金属着火模型；Khaikin等[8]通过研究着火参数与氧化层变化的相关性，建立-金属氧化层着火模型；Merzhanov等[9]在研究催化反应过程中指出等温着火模型的局限性，建立了非等温加热（线性加热）条件下的热自燃理论，提出临界加热速率的概念，同时得出降低反应热并提高散热条件能有效降低临界加热速率；……