含預(yù)置塊的TA15鈦合金四層板SPF-DB試驗(yàn)研究.pdf

1、超塑成形/擴(kuò)散連接(superplastic forming/diffusion bonding, SPF/DB)技術(shù)被稱作為現(xiàn)代航空工業(yè)的開創(chuàng)性技術(shù),它在很大程度上增加了航空材料的利用率并改善了結(jié)構(gòu)的可靠性和維護(hù)性。SPF/DB組合工藝作為一種先進(jìn)制造技術(shù),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(shí)現(xiàn)近無余量成形,在制造復(fù)雜外形和多層結(jié)構(gòu)時(shí)優(yōu)勢(shì)明顯。隨著該技術(shù)應(yīng)用范圍的拓展,SPF/DB結(jié)構(gòu)件從非承力、次承力結(jié)構(gòu),發(fā)展到主

2、承力結(jié)構(gòu)。為了滿足實(shí)際應(yīng)用中結(jié)構(gòu)件連接和承力的要求,SPF/DB結(jié)構(gòu)件必須同時(shí)實(shí)現(xiàn)整體空心鈑金結(jié)構(gòu)件的成形及其與預(yù)置承力零件的擴(kuò)散連接。
　　本文以含預(yù)置塊的TA15鈦合金四層板主承力件為研究對(duì)象,對(duì)SPF/DB組合工藝進(jìn)行試驗(yàn)研究。與常規(guī)多層板結(jié)構(gòu)件相比,TA15鈦合金SPF/DB結(jié)構(gòu)主承力件增加了預(yù)置塊與增強(qiáng)板,預(yù)置塊和增強(qiáng)板與多層板結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散連接質(zhì)量直接影響主承力結(jié)構(gòu)件的連接和承力性能。本文首先對(duì)特定溫度下TA15鈦合金超塑

3、性進(jìn)行試驗(yàn)研究,分析了變形量對(duì)材料金相組織的變化;其次,借助數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)試驗(yàn)件成形進(jìn)行模擬;根據(jù)模擬結(jié)果,在熱成形/超塑成形機(jī)床上進(jìn)行了含有預(yù)置塊的TA15鈦合金四層板主承力件成形試驗(yàn);最后,對(duì)主承力試驗(yàn)件進(jìn)行了金相觀測(cè),重點(diǎn)研究了預(yù)置塊關(guān)鍵位置擴(kuò)散連接情況。
　　超塑性拉伸試驗(yàn)表明:930℃下,當(dāng)應(yīng)變速率為5.25×10-4s-1時(shí),TA15鈦合金具有較佳的超塑性能,在此應(yīng)變速率附近其超塑本構(gòu)方程為σ=810ε0.56;金相組