鈦合金板材電磁成形實驗與有限元模擬.pdf

1、鈦合金TC4具有密度低,強(qiáng)度高,高溫服役性能優(yōu)異等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空航天及汽車等產(chǎn)業(yè)。由于鈦合金TC4滑移系較少,室溫下成形較難,目前針對鈦合金板材的成形技術(shù)主要是熱成形工藝,如超塑性成形,蠕變成形,激光成形等。但是由于廢品率高,污染嚴(yán)重,易氧化等原因,鈦合金板材在這些成形工藝下的成形性能仍需提高。由于鈦合金TC4是一種應(yīng)變率敏感材料,而電磁成形具有高速成形,成形條件可控的特點(diǎn),因此本文在前人的研究基礎(chǔ)上,提出利用帶驅(qū)動片的電磁成形方

2、法在室溫下成形鈦合金TC4板材的成形方案。通過帶驅(qū)動片的電磁成形方法可實現(xiàn)鈦合金TC4板材在室溫下的自由脹形,成形過程安全可控,無污染,且成形效率較高。
　　本文研究了鈦合金TC4板材的帶驅(qū)動片的電磁成形原理,通過實驗實現(xiàn)了該成形過程,并通過測試手段,獲得了成形中的放電參數(shù)、成形過程板材變形速度等數(shù)據(jù)。同時研究了變形后板材的應(yīng)變及厚度變化,為后期的有限元模擬奠定了基礎(chǔ)。對電磁成形后的鈦合金TC4板材的微觀組織,通過EBSD技術(shù)針進(jìn)

3、行了研究。通過對比原始未變形板材、準(zhǔn)靜態(tài)變形板材及電磁成形板材的微觀組織,研究了電磁成形方法對鈦合金TC4的微觀組織演變產(chǎn)生的影響。研究發(fā)現(xiàn)電磁成形后的鈦合金TC4板材的相比例及晶粒尺寸均有所改變,但與準(zhǔn)靜態(tài)成形相比,電磁成形并未顯著改變板材的織構(gòu)。
　　在實驗的基礎(chǔ)上,本文通過有限元方法對帶驅(qū)動片的鈦合金TC4板材電磁成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。首先在ANSYS軟件中建立了簡化的該成形過程的三維電磁場模型。通過求解得到了驅(qū)動片上的電