TC4三層板結構超塑成形-擴散焊接工藝研究.pdf

1、超塑成形/擴散焊接（簡稱SPF/DB）工藝，是航空航天領域成形研究的重要內(nèi)容之一。鈦合金多層板空心結構件由于其良好的結構形態(tài)、較輕的零件重量和簡化的零件數(shù)量，一直以來是工藝應用的重點。目前鈦合金SPF/DB工藝雖己進入使用階段，但我國在SPF/DB技術上與發(fā)達國家相比還存在較大的差距。因此，開展鈦合金等先進材料的SPF/DB技術研究，對降低成本，提高構件性能，增加飛機推重比具有非常重要的意義。本文結合數(shù)值模擬，采用先擴散焊接后超塑成形的

2、方法，開展TC4三層板結構超塑成形/擴散焊接工藝研究和探討。
　　 本文首先依據(jù)超塑成形和擴散焊接基本原理和變形機理，確定TC4三層板結構SPF/DB的實驗方案，提出顯微組織分析焊合率和晶粒尺寸的方法，分析了超塑成形/擴散焊接過程的影響因素。
　　 在理論和實驗工藝的基礎上，利用MARC軟件對TC4三層板結構的超塑成形過程進行數(shù)值模擬，優(yōu)化成形零件結構，預測成形零件的壁厚分布，討論應變速率對成形結果與成形時間的影響，證明

3、1x10-3 s-1為最佳成形應變速率，并獲得最大應變速率恒定條件下的超塑成形壓力-時間(p-t)曲線。
　　 對成形零件壁厚分布情況及成形結果進行分析，根據(jù)不同擴散焊接部位的顯微組織計算焊接接頭的焊合率及晶粒尺寸，討論不同變形量對晶粒尺寸影響。結果表明：成形零件整體壁厚均勻，最大減薄率為32％；擴散焊接接頭的焊合率較高，最大值為100％;成形后晶粒尺寸較原始晶粒尺寸明顯長大，并且芯板的左、右肋和成形圓角處的晶粒尺寸較其余部位小