含預置塊的TA15鈦合金四層板SPF-DB試驗研究.pdf

1、超塑成形/擴散連接(superplastic forming/diffusion bonding, SPF/DB)技術被稱作為現(xiàn)代航空工業(yè)的開創(chuàng)性技術,它在很大程度上增加了航空材料的利用率并改善了結構的可靠性和維護性。SPF/DB組合工藝作為一種先進制造技術,突破了傳統(tǒng)鈑金成形方法,既可節(jié)約成本、減輕重量,又可實現(xiàn)近無余量成形,在制造復雜外形和多層結構時優(yōu)勢明顯。隨著該技術應用范圍的拓展,SPF/DB結構件從非承力、次承力結構,發(fā)展到主

2、承力結構。為了滿足實際應用中結構件連接和承力的要求,SPF/DB結構件必須同時實現(xiàn)整體空心鈑金結構件的成形及其與預置承力零件的擴散連接。
　　本文以含預置塊的TA15鈦合金四層板主承力件為研究對象,對SPF/DB組合工藝進行試驗研究。與常規(guī)多層板結構件相比,TA15鈦合金SPF/DB結構主承力件增加了預置塊與增強板,預置塊和增強板與多層板結構的擴散連接質量直接影響主承力結構件的連接和承力性能。本文首先對特定溫度下TA15鈦合金超塑

3、性進行試驗研究,分析了變形量對材料金相組織的變化;其次,借助數(shù)值模擬技術對試驗件成形進行模擬;根據(jù)模擬結果,在熱成形/超塑成形機床上進行了含有預置塊的TA15鈦合金四層板主承力件成形試驗;最后,對主承力試驗件進行了金相觀測,重點研究了預置塊關鍵位置擴散連接情況。
　　超塑性拉伸試驗表明:930℃下,當應變速率為5.25×10-4s-1時,TA15鈦合金具有較佳的超塑性能,在此應變速率附近其超塑本構方程為σ=810ε0.56;金相組