Page 52 - 理化检验-物理分册2024年第十一期

刘京雷，等：GH605高温合金在空气中的氧化及氧化膜结焦行为

在高温下的氧化行为进行分析，并考察氧化后表面 喷嘴常用材料GH605高温合金，其化学成分如表1
状态对后续结焦行为的影响。笔者在不同温度下 所示，试验材料的化学成分满足GB/T 14992—2005
对 GH605 高温合金进行氧化试验，以RP-3 航空煤 《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》
油为原料研究了合金表面状态变化对结焦行为的 的要求。采用线切割方式将合金棒材切成尺寸（长
影响，研究结果可为航空发动机的安全稳定运行提 度×宽度×高度）为 30 mm×20 mm×1 mm的试
供理论支撑。 样，并依次用400，800，1 200目（1目=25.4 mm）的
砂纸打磨，然后利用抛光机进行抛光处理，最后放入
1 试验材料与试验方法
乙醇溶液中备用。
1.1 试验材料 试验所用RP-3航空煤油的外观清澈透明，无悬

氧化试验和结焦试验所用的材料为航空发动机 浮物，其物理性质和主要组分如表2所示。

表1 GH605合金的化学成分 %
质量分数
项目
C Cr Ni W Mn Fe Si P S Co
实测值 0.09 20.12 9.87 14.83 1.25 0.84 0.23 0.02 0.01 52.74
标准值 0.05~0.15 19~21 9~11 14~16 1~2 ≤3 ≤0.4 ≤0.04 ≤0.03 余量

表2 RP-3航空煤油的物理性质

临界 临界压力/ 密度/ 闪点/ 馏程/ 总酸值（KOH）/ 组分的质量分数/% 平均化学 平均相对
项目
－1
－3
温度/℃ MPa （kg·m ） ℃ ℃ （mg· g ） 链烷烃 环烷烃 芳香烃 烯烃 其他 组成 分子质量
实测值 372.5 2.39 790 50 163~212 <0.015 53 36 8 2 <1 C 10.5 H 22 148.33
1.2 试验方法 GH605合金进行氧化动力学研究。
氧化试验在马弗炉中进行，马弗炉恒温区尺寸 航空煤油结焦试验装置如图 1 所示。采用的
（长度×宽度）为30 cm×20 cm。氧化温度分别设 计量泵为平流泵，泵的压力为 0~8 MPa，流量为
定为600，700，800，900，1 000 ℃，保温时间为5 h。 0~80 mL/min，流量的控制精度为±1%。预热过程
升温和保温过程由马弗炉自动电控系统控制，升温 和加热过程采用管式炉加热。首先将试样放在自制
速率设置为5 ℃/min，保温结束后所有试样均随炉 的管式结焦反应器中，封闭反应器，并将试样放入管
冷却。在900 ℃恒温下对试样分别进行不同时间的 式炉石英管中央，按照图1所示连接管路元件。冷凝
氧化处理，氧化时间分别为2，4，6，8，10，12 h，对 器选择板式换热器，采用水冷方式，通过控制后端背

图 1 航空煤油结焦试验装置示意
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