TA15鈦合金多層結(jié)構(gòu)SPF-DB工藝與評(píng)價(jià).pdf

1、超塑成形/擴(kuò)散連接(Superplastic forming/diffusion bonding, SPF/DB)組合工藝有制造成本低、效率高以及近無余量等優(yōu)點(diǎn),在很大的程度上拓寬了結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)空間,可以制造結(jié)構(gòu)重量輕、完整性好的整體結(jié)構(gòu)件。其中整體結(jié)構(gòu)可分為雙層、三層、四層等多層結(jié)構(gòu),這些多層結(jié)構(gòu)件的整體性好,除裝配需要外幾乎不需要采用緊固件固定,減重效果好。
　　本文以TA15鈦合金多層結(jié)構(gòu)中的四層結(jié)構(gòu)為背景,對(duì)SPF/DB組

2、合工藝進(jìn)行研究。主要研究了四層構(gòu)件芯板和面板超塑成形過程的有限元數(shù)值模擬、四層構(gòu)件的SPF/DB工藝、構(gòu)件的微觀組織及擴(kuò)散連接部位的界面連接情況和四層構(gòu)件的力學(xué)性能。
　　利用MSC.MARC有限元軟件對(duì)四層中空結(jié)構(gòu)件的面板和芯板成形過程進(jìn)行模擬,預(yù)測(cè)在不同時(shí)刻面板和芯板各個(gè)部位的厚度和應(yīng)力分布情況,得到等應(yīng)變速率條件下的時(shí)間-壓力加載曲線,為后續(xù)SPF/DB試驗(yàn)的壓力加載提供了依據(jù)。
　　采用設(shè)計(jì)的成形模具和氣體壓力控制系

3、統(tǒng),在930℃條件下進(jìn)行了SPF/DB實(shí)驗(yàn),成形出四層中空結(jié)構(gòu)件。觀察和分析了成形前后的微觀組織變化和擴(kuò)散連接部位的界面情況。通過掃描電鏡觀察擴(kuò)散連接界面的連接情況,發(fā)現(xiàn)芯板擴(kuò)散連接界面質(zhì)量良好,在界面處無連接痕;成形的直立筋貼合和擴(kuò)散效果較好,但由于直立筋位置是最后成形的部位,減薄比較嚴(yán)重。
　　進(jìn)行了四層構(gòu)件測(cè)試件的壓縮實(shí)驗(yàn)和彎曲實(shí)驗(yàn),測(cè)試了四層結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能,分析了測(cè)試件在壓縮和彎曲載荷下的變形。四層結(jié)構(gòu)測(cè)試件在承受壓縮和