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让理想在蓝天飞翔——走近曹春晓院士和他的钛合金人生

曹祥汉

钛工业进展 doi:10.3969/j.issn.1009-9964.2011.01.012

关键词:

DD6单晶高温合金与陶瓷型壳的界面反应

姚建省 , 唐定中 , 刘晓光 , 李鑫 , 王丽丽 , 曹春晓 , 丁方政 , 陈昊

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.6.001

采用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱等分析手段研究了DD6单晶合金与陶瓷型壳的界面反应.结果表明:DD6高温合金与陶瓷型壳的界面反应产物主要是Al2O3和HfO2,同时伴随着少量Ta元素的析出;界面反应层的厚度为5～6μm,反应产物在合金/型壳界面的富集,能够抑制氧化反应的进一步进行;高温下DD6合金与陶瓷型壳润湿角为145 ～150°,降低型壳内表面的气孔率能够减少毛细作用的产生,从而有效抑制界面反应的产生.

关键词: DD6单晶合金 , 陶瓷型壳 , 界面反应 , 润湿

DZ466合金热障涂层CoCrAlY黏结层1050℃氧化行为

任维鹏 , 李青 , 肖程波 , 宋尽霞 , 何利民 , 黄光宏 , 曹春晓

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.06.014

采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)法在一种新型定向合金DZ466试样上沉积CoCrAlY黏结层和Y2O3部分稳定的ZrO2 (YSZ)陶瓷层,对试样进行1050℃循环氧化实验并研究其氧化行为.采用X射线衍射仪、扫描电镜以及电子探针对涂层进行显微组织分析.结果表明:在1050℃氧化1500h(热循环31次)后,热障涂层未出现脱落现象.沉积态CoCrAlY黏结层主要由β-CoAl相和γCo固溶体相组成;1050℃氧化后,在黏结层与陶瓷层界面生成热生长氧化物(TGO)层,黏结层逐渐发生退化,β-CoAl相逐渐转化为γCoNi固溶体;氧化1200h后,TGO/黏结层界面出现由活性元素效应导致的氧化物栓;TGO层皱曲行为导致TGO/陶瓷层界面出现微裂纹,并且该微裂纹沿界面横向扩展.TGO的厚度增长模式符合分段抛物线规律,初期氧化速率常数约为6.1×1014cm2/s,氧化400h后,氧化速率常数减小,为3.5×1014 cm2/s.

关键词: DZ466合金 , CoCrAlY , 黏结层 , 热生长氧化物 , 氧化速率常数

SP700钛合金的晶粒细化

蔡建明 , 郝孟一 , 杜娟 , 李臻熙 , 李四清 , 马济民 , 曹春晓

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2002.z1.042

比较了采用新热机械处理工艺和传统工艺细化SP700钛合金晶粒的效果.结果表明,与传统工艺相比,新工艺得到的SP700钛合金的组织更为细小均匀和等轴化,初生α相颗粒的尺寸达到约1-2 μm.与其他合金相比,SP700钛合金之所以具有如此细小的组织,除了与合适的热机械处理工艺有关外,还与该合金的合金化特点密切相关.

关键词: SP700钛合金 , 晶粒细化 , 热机械处理

航空发动机用先进高温钛合金材料技术研究与发展

蔡建明 , 弭光宝 , 高帆 , 黄浩 , 曹京霞 , 黄旭 , 曹春晓

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.08.001

新一代高推重比航空发动机压气机和涡轮系统高温环境使用的叶片、盘、机匣、整体叶盘和整体叶环等构件设计通常选用先进高温钛合金材料。本文综述近年来我国600℃高温钛合金、阻燃钛合金、TiAl合金、连续SiC纤维增强钛基复合材料及其应用技术取得的最新研究进展，并提出材料及构件设计、加工和使用亟待突破的关键技术，包括工业铸锭成分高纯化和均匀化控制技术、大规格棒材及特殊锻件制备技术、整体叶盘和整体叶环零件机械加工技术、材料性能评价及应用设计技术等。先进高温钛合金材料的不断应用将有力推动我国航空发动机技术发展。

关键词: 先进航空发动机 , 600℃高温钛合金 , 阻燃钛合金 , TiAl合金 , SiC纤维增强钛基复合材料 , 钛火

曹家埠金矿缓倾斜薄矿体回采实践

滕建军 , 何顺斌 , 李威 , 张益岭

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2008.02.007

针对曹家埠金矿缓倾斜薄矿体,概述分析了其采矿方法的演变过程和存在问题;介绍了适合该类型矿体回采的小进路全面采矿法和短壁式崩落采矿法的试验应用情况,试验取得了较好的技术经济效果,为推广应用奠定了基础.

关键词: 缓倾斜 , 薄矿体 , 采矿方法

岩温对曹家洼金矿深部开采热环境的影响

赵小稚 , 崔嵛 , 王敬志

黄金 doi:10.11792/hj20140608

曹家洼金矿小尹格庄矿段已进入深部开采，岩温是影响采场热环境的主要热源；根据热传导理论分析，采用浅孔测量岩温的方法合理可行，通过测量得出了曹家洼金矿岩温随深度变化的规律；在此基础上，计算分析了岩温对井下风流温度升高的作用，认为该矿深部开采存在一定程度的热害，热环境有进一步恶化的趋势，需加强通风降温措施，切实改善井下作业环境。

关键词: 深部开采 , 岩体温度 , 热环境 , 热害

远程控制自动风门在曹家洼金矿的应用

王敬志 , 李念占 , 张朋伟 , 王永志

黄金 doi:10.11792/hj20160911

曹家洼金矿井下的主要进风巷、主回风巷绝大部分都是井下运输的主要通道。因井下通风的需要，需在这些巷道设置风门，进行风量调节、阻断风流。以远程控制自动风门为研究载体，从安全、生产、设备方面进行探索，重点分析远程控制自动风门在曹家洼金矿开采中的应用。生产实践表明：该远程控制自动风门系统降低了作业强度，降低了生产成本，提高了安全性，可为同类型矿山提供借鉴经验。

关键词: 曹家洼金矿 , 通风系统 , 远程控制 , 自动风门 , 安全生产

Ti-Cr合金高温氧化行为的研究

黄旭 , 孙福生 , 王宝 , 李臻熙 , 曹春晓

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2000.03.004

研究了Ti-11Cr,Ti-13Cr和Ti-15Cr合金600℃及800℃高温氧化行为.研究结果表明,相同温度下,Cr含量越高,氧化增重越小.相同合金,温度愈高,氧化增重愈大.随着温度升高,Cr含量对氧化速度的影响显著增大.随着Cr含量升高,氧化膜的晶粒尺寸减小,粘附性和抗开裂剥落性增加.并讨论了Cr含量对Ti-Cr合金高温氧化行为的影响机理.

关键词: Ti-Cr合金 , 高温氧化 , 阻燃钛合金

航空发动机用TC11钛合金抗点燃性能及机理研究

弭光宝 , 曹春晓 , 黄旭 , 曹京霞 , 王宝

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.4.008

采用摩擦点燃方法研究摩擦接触压力P和预混气流氧浓度c0对TC11钛合金抗点燃性能的影响,建立定量描述TC11钛合金抗点燃性能的P-c0关系,并结合原位观察、SEM和EDS等手段给出TC11钛合金点燃与抗点燃的微观机理.结果表明,TC11钛合金的P-c0关系曲线符合抛物线规律,P从0.05MPa增至0.25MPa时,点燃对应的c0降低约32.5％;TC11钛合金点燃的c0至少比TC4钛合金高20％,即TC11钛合金的抗点燃性能显著高于TC4钛合金;摩擦过程产生强烈的火花,着火首先发生在具有原生金属表面的微凸体上;点燃过程形成燃烧区、熔凝区、热影响区和过渡区四个具有不同特征的区域;富Al和Mo的钛基固溶体相降低热影响区Ti向熔凝区的扩散速率,限制燃烧区Ti与O的优先反应,并与熔凝区O的大量固溶共同阻止O向热影响区的继续扩散,从而提高微凸体的抗点燃性能.

关键词: 航空发动机 , TC11钛合金 , 阻燃性能 , 摩擦点燃 , 机理 , 钛火