鈦合金超塑成形-擴散連接組合工藝研究.pdf

1、由于鈦合金超塑成形（SPF）及超塑成形/擴散連接（SPF/DB）技術能夠成形出形狀復雜的整體結構零件，在減輕飛行器結構重量、降低成本方面顯示了極大的優(yōu)越性，因而深受各國航空航天工業(yè)的高度重視。隨著航空航天器的高速及大型化要求，SPF/DB技術已成為世界航空航天制造業(yè)關鍵技術之一，其在實際生產(chǎn)中的應用更已成為研究熱點。 本文采用航空航天中應用廣泛的TC4鈦合金(Ti-6Al-4V)材料，對典型結構件的SPF/DB工藝進行如下研究：

2、 1．根據(jù)金屬超塑成形原理和擴散連接理論，對TC4鈦合金的成形性能和金屬原子的擴散行為進行了分析。在相關理論的基礎上，結合有限元分析軟件MARC對單層板加強結構和兩層板盒形件結構的超塑成形過程進行模擬，對構件的形狀和尺寸進行了預測，獲得了最佳應變速率下加載的壓力-時間曲線，為試驗的進行提供了理論的參考依據(jù)。 2．在有限元模擬的基礎上，設計相應的試驗模具，并對TC4鈦合金的超塑成形工藝進行了大量的試驗研究，得出合適的溫度、

3、壓力、成形時間等超塑成形工藝參數(shù)。 3．對TC4鈦合金的超塑成形/擴散連接工藝進行試驗研究，并對成形構件的微觀組織進行分析，得出合適的擴散連接工藝參數(shù)。 通過以上研究得出了如下結果： 1．在本試驗條件下，SPF的合適工藝參數(shù)為：溫度920℃，最大進氣壓力為1.5MPa，成形時間為40min。 2．在本試驗條件下，DB的合適工藝參數(shù)為：真空度高于10-2Pa，溫度920℃，加載壓力3.0MPa，保溫時間為9