Ti2AlNb基合金三層結(jié)構(gòu)熱彎-擴(kuò)散連接組合工藝.pdf

1、隨著航空航天等高新技術(shù)的發(fā)展，具有優(yōu)良高溫比性能的TiAl系金屬間化合物日漸受到人們關(guān)注。而Ti2AlNb基合金作為一種TiAl系金屬間化合物，在結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域，也逐漸成為研究熱點(diǎn)。但Ti2AlNb基合金材料室溫成形性能差，加工制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)件比較困難，影響了它的應(yīng)用。
　　本課題針對(duì)這一現(xiàn)狀，探究Ti2AlNb基合金材料的熱成形性能和擴(kuò)散連接性能，開發(fā)出行之有效的熱彎/擴(kuò)散連接組合工藝，加工制造出質(zhì)量良好的三層結(jié)構(gòu)件，為推動(dòng)Ti2A

2、lNb基合金的實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)基礎(chǔ)。
　　通過高溫拉伸試驗(yàn)測(cè)定Ti2AlNb基合金材料在不同溫度和應(yīng)變速率條件下的應(yīng)力應(yīng)變變化關(guān)系，掌握材料熱變形特點(diǎn)，通過Arrhenius方程構(gòu)建Ti2AlNb基合金的本構(gòu)關(guān)系，繪制高溫拉伸試驗(yàn)中峰值應(yīng)力σp隨應(yīng)變速率和變形溫度T的變化關(guān)系曲線，利用線性擬合求得各材料參數(shù)，計(jì)算出材料本構(gòu)方程，為數(shù)值模擬和制定合理的熱彎成形工藝參數(shù)提供依據(jù)。
　　利用Dynaform有限元模擬軟件，對(duì)Ti2

3、AlNb波紋板進(jìn)行熱彎成形模擬，比較不同成形溫度，凸模圓角和摩擦系數(shù)條件下的尺寸精度，發(fā)現(xiàn)成形溫度越高，凸模圓角越大，摩擦系數(shù)越小，熱彎成形件最小壁厚值越接近Ti2AlNb原始材料壁厚。綜合考慮，熱彎成形最佳工藝參數(shù)為：成形溫度1040℃，凸模圓角R1.5mm，摩擦條件：氮化硼潤(rùn)滑。
　　在真空爐中進(jìn)行Ti2AlNb基合金擴(kuò)散連接探索試驗(yàn)，對(duì)所制得的連接試件進(jìn)行微觀組織分析和力學(xué)性能測(cè)試?？芍S連接溫度的升高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，擴(kuò)散

4、界面焊合率提高。當(dāng)連接溫度T=1150℃，保溫時(shí)間t=90min，擴(kuò)散接頭質(zhì)量最好，其在700℃下接頭剪切強(qiáng)度可達(dá)497MPa，觀察剪切斷口，主要是解理斷裂，并伴隨少量韌窩斷裂。
　　針對(duì)Ti2AlNb基合金三層結(jié)構(gòu)試件，確定其熱彎/擴(kuò)散連接組合工藝流程，設(shè)計(jì)熱彎成形模具和擴(kuò)散連接模具，根據(jù)熱彎模擬和擴(kuò)散探究試驗(yàn)確定的工藝參數(shù)，在真空爐中進(jìn)行熱彎曲成形試驗(yàn)和擴(kuò)散連接試驗(yàn)，獲得外觀質(zhì)量良好的三層結(jié)構(gòu)試件。對(duì)Ti2AlNb基合金三層結(jié)