TC4钛合金贮箱半球超塑成形模具型面设计

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多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形工艺

多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形工艺多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形工艺摘要：随着现代航空航天工业的快速发展，对轻型高强度材料的需求日益增加。

TC4钛合金作为一种重要的结构材料，其优良的力学性能使其在航空航天领域得到广泛应用。

超塑性胀形作为一种重要的塑性成形工艺，在TC4钛合金件的成形中发挥着重要作用。

本文通过对多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形工艺的研究，探讨了该工艺的原理与应用。

1. 引言TC4钛合金具有良好的热加工性能和优异的机械性能，因此广泛应用于航空航天工业。

超塑性胀形是一种通过应用内部气压使材料在低温下发生塑性变形的成形工艺。

由于其可获得复杂三维形状的优势，超塑性胀形在航空航天领域得到广泛应用。

然而，多曲率截面TC4钛合金件的超塑性胀形工艺仍然存在着一些挑战与难题。

2. 多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形工艺2.1 材料选择在多曲率截面TC4钛合金件的超塑性胀形中，合适的材料选择是非常重要的。

TC4钛合金具有良好的热稳定性和塑性变形能力，适用于超塑性胀形工艺。

此外，还需选择合适的变厚比，以保证材料在胀形过程中的均匀变形。

2.2 工艺参数优化在多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形工艺中，工艺参数的优化对于保证产品质量非常重要。

工艺参数包括胀形温度、胀形速度、胀形压力等。

通过合理选择这些参数，可以最大限度地控制胀形过程中产生的应力和变形。

3. 多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形工艺的优势与应用多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形工艺具有以下优势：3.1 实现复杂形状的成形由于超塑性胀形工艺能够获得较高的成形性能，可以实现复杂形状的成形，满足航空航天领域对复杂曲面零件的需求。

3.2 提高材料利用率通过超塑性胀形工艺，可以将TC4钛合金原料的利用率提高到较高水平，减少材料的浪费。

3.3 提高成形效率相比传统的加工方式，超塑性胀形工艺具有快速、高效的特点，可以大幅提高成形效率。

多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形工艺的应用主要包括以下方面：4.1 航空航天领域多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形工艺在航空航天领域被广泛应用于飞机大翼件、发动机叶片等复杂结构零件的成形。

钛合金TC4板超塑性成形／扩散连接数值模拟

即n
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K
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本构关系为
高
、
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、
司于 19 7 0 年发明的
，
此项技术以其独特的
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，
使得钛合金广泛的应用于航空航舰船
、
优越性迅速发展成为钛合金结构件制造
举世瞩目的新技术
。
式中K
—
材料系数
，
对整个戍形过程有 7 更
，
深入的7 解
。
通过有限元模拟可以获得优化的匝力时同曲线坟而为实际戍形的
一
压力控制提供重要依据
，
引言
钛合金是
5 0
和连接的主要加工技术
。
钛合金有很多
一
，
超塑性本构关系
材料在发生塑性变形时
，
。
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．
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模具设定为刚性体
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理论方法和软件实践的完美结合
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钛合金超塑性成形过程的数值模拟

ห้องสมุดไป่ตู้
摘要：以ＴＣ４合金层板结构的超塑性成形过程为研究对象，采用有限元软件ＭＡＲＣ模拟计算了ＴＣ４合金宽弦空心夹芯结构的超塑性成形过程。分别分析了应变速率敏感指数、目标应变速率及扩散连接宽度等参数对贴模过程及壁板厚度分布的影响。结果表明：当应变速率敏感指数较大时，夹芯结构会发生沿纵向挤出延伸变形；当目标应变速率为１０１时，材料表现出较佳的超塑性性能；而扩散连接宽度的大小对超塑性成形后板材壁厚分布的均匀性有一定影响。通过控制最大应变速率的方法，提取出了最优化的压力时间曲线。研究结论可为钛合金空心夹芯结构件的超塑性成形提供理论参考。
（ＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，ＮａｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇｔｈｅｓｕｐｅｒ－ｐｌａｓｔｉｃｆｏｒｍｉｎｇ（ＳＰＦ）ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｐｌａｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅｓｕｐｅｒ－ｐｌａｓｔｉｃｆｏｒｍｉｎｇ

钛合金超塑成形工艺方法研究

钛合金超塑成形工艺方法研究摘要：针对钛合金板材在常温下弹性大、成形困难的问题，提出了一种利用钛合金在高温下具有超塑性的特征进行超塑成形的工艺方法。

本文以TC4材料板材零件为研究对象，详细介绍了钛合金超塑成形（气胀成形）的具体工艺实施过程以及工艺参数的设置等，为超塑成形工艺的应用提供了指导规范。

关键词：钛合金板料；超塑成形；工艺流程；工艺参数0引言钛合金具有抗疲劳、比强度高、耐腐蚀耐高温、一定的形状记忆性能、优越的力学性质、化学性质稳定等优点[1]，随着航空航天技术的发展，钛合金在航空航天领域的应用范围不断扩展，钛合金结构件越来越呈现出大尺寸、薄壁曲面、变厚度和整体结构的趋势，进一步提高了航空航天飞行器的性能、结构刚性，减轻了重量，因此钛合金成形技术也成为航空航天制造技术的研究重点。

超塑成形技术是利用材料的超塑性来成形零件的一种工艺方法（在本文中超塑成形是指板材的气胀成形），它具有成形的零件结构设计自由度大、所需模具结构简单、所需成形设备吨位小投资少等特点，因此用超塑性气压胀形可以进行整体设计，减少工序和工装数量，降低工时和费用。

1材料控制按本文进行超塑成形工艺时，TC4钛合金板材的规格、化学成分、室温和高温机械性能及供货条件应符合GB/T 3621-2007的要求，Ti-6Al-4V钛合金板材的规格、化学成分、室温和高温机械性能及供货条件应符合AMS 4911的要求，且应有材料合格证。

成形前应检查表面质量，不允许材料表面存在起皮、夹杂物及超过标准要求的划伤、压痕、裂纹等缺陷。

运输和存放过程中应注意防止表面划伤。

超塑成形时需要用到辅助材料，主要包括清洗剂、保护涂料（包括润滑剂）等。

常用的清洗剂包括丙酮、无水乙醇、金属清洗剂等，其主要作用是清除表面油污。

保护涂料主要包括高温漆、氮化硼、胶体石墨、润滑剂等，其主要目的是在零件成形时起到润滑作用和加热时起到防止（减轻）材料表面氧化作用。

所选辅助材料不应对钛合金零件产生有害影响，并符合相应的国家标准、行业标准或专用技术标准，若无相关标准的新型辅助材料，则采取试用可行的材料，辅助材料应有生产厂家质量保证单或合格证。

TC4钛合金U形带筋板件超塑性成形性能研究

本科毕业设计论文题目 TC4钛合金U 形带筋板件超塑性成形性能研究专业名称学生姓名指导教师毕业时间毕业任务书一、题目TC4钛合金U形带筋板件超塑性成形性能研究二、研究主要内容在对钛合金U形带筋板件超塑成形机理深入研究的基础上，建立典型零件的三维有限元模型，分析了零件成形的特点和应力应变分布规律，研究了主要工艺参数对成形过程的影响，得出了优选的工艺方案。

三、主要技术指标1、建立典型TC4钛合金U形带筋板件超塑成形三维有限元模型，分析了零件成形的特点和应力应变分布规律；2、得出摩擦系数、应变速率、变形温度等主要工艺参数对超塑成形过程的影响规律；3、给出改进和优选的TC4钛合金U形带筋板件超塑成形工艺方案。

四、进度和要求1—2周查阅资料，熟悉课题，了解该工艺的基本原理和国内外研究现状；3—4周初步研究并总结，撰写开题报告；5—6周学习软件；6—8周建立零件模型，并模拟变形过程；9—10周学习简单的数据处理和分析；11—12周模拟不同工艺参数的成形效果，总结超塑成形规律；13—14周系统总结，制定优化工艺方案；15—17周撰写论文，准备答辩。

五、主要参考书及参考资料[1] 施晓琦.钛合金超塑成形/扩散连接组合工艺研究[D].南京:南京航空航天大学硕士学位论文,2007:13-14.[2] 文九巴,杨蕴林,杨永顺,等.超塑性应用技术[M].北京:机械工业出版社,2005.[3] 吴诗惇.金属超塑性变形理论[M].北京:国防工业出版社,1997.[4] 林兆荣.金属超塑性成形原理及应用[M].北京:航空工业出版社,1990.[5] 陈浦泉.组织超塑性[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1988.[6] 丁新玲,安孟长.超塑成形技术研究及其在航空航天上的应用[J].航天制造技术,2009,(2):1-4.[7] 张凌云.改善超塑性气压胀形零件壁厚分布的工艺方法[J].金属成形工艺.2002,(20l):4.[8] 郑海荣.镁合金超塑性变形过程中空洞演化规律研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学工学硕士学位论文,2002:7-15.[9] 张家顺.美国宇航工业超塑成形近况[J].航空工艺技术,1989,(6):29-33.[10] 宋飞灵.英国超塑成形技术的应用现状[J].航空工艺技术,1994,（3）:20-23.[11] 曹大明.英国宇航超塑成形/扩散连接技术进展[J].国外航空工艺,1986,(3):23-24.[12] 李志强,郭和平.超塑成形/扩散连接技术应用与发展技术[J].航空制造技术,2004,(11):50-52.[13] 陈火红,杨建,薛小香,等.新编Marc有限元实例教程[M].北京:机械工业出版社,2007.学生___________ 指导教师___________ 系主任___________摘要超塑性通常是指材料在特定组织结构和变形温度、变形速度条件下，可以呈现异常高的塑性和较小的变形抗力而不产生颈缩与断裂的现象。

TC4钛合金超塑成形实验研究及其数据库管理平台的开发

南京航空航天大学硕士学位论文TC4钛合金超塑成形实验研究及其数据库管理平台的开发姓名：严成申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：童国权20090101南京航空航天大学硕士学位论文I摘要由于钛合金的组织和性能对变形时的热加工参数比较敏感，所以适合其热加工的参数范围较小。

因此，研究不同变形条件下材料的变形行为及内部微观组织的变化，可为合理确定材料的热加工工艺和控制产品质量提供科学依据和理论指导。

本文首先讨论了超塑性变形的特点及机理，然后通过单向拉伸试验研究了TC4钛合金超塑性变形的力学特性，确定其最佳超塑温度为900C °，最佳应变速率为1×10-3s -1，对应的应变速率敏感性指数m 值最大为0.531。

微观组织观察结果表明，TC4钛合金超塑性变形后，晶粒保持较好的等轴性，初生α晶粒粗化，且变形温度越高、应变速率越小、原始晶粒越小，晶粒长大越明显，长大速率越快；TC4合金超塑性变形的主要机制是晶界滑动和晶粒转动。

为了提高生产效率，初步建立超塑成形数据库管理系统。

在综合分析超塑成形技术的基础上，提出了超塑成形数据库管理系统的设计思想。

为了实现系统能够在局域网内调用数据库数据，采用了二层客户/服务器(C/S)体系结构，进行了系统的流程设计。

选定 Microsoft Access 2003作为数据库管理系统，并在数据库管理系统基础上，进行了数据库的需求分析、概念设计、逻辑设计，生成和配置了数据库，并建立了各表之间的相互对应关系。

讨论了数据库系统中用户界面的开发和实现。

选用了Visual Basic 6.0数据库编程软件编制了系统的主界面、用户界面、管理界面等。

关键字：TC4钛合金，超塑成形，微观组织，数据库管理系统TC4钛合金超塑成形实验研究及其数据库管理平台的开发IIABSTRACTBecause the microstructure and performance of titanium is relatively sensitive to theprocessing parameters in hot deformation processes, the optimal process parameters are in a relatively narrow range. Therefore, the studying of plastic deformation behaviors and microstructure evolution during hot forming can provide scientific foundation and theoretic direction in determining the process parameters and controlling the service quality of work pieces.In this thesis, relevant characteristic and theories in superplastic forming were firstly discussed. Mechanical behavior of TC4 alloy under superplastic forming was studied through uniaxial tension tests. The optimal superplastic parameters of TC4 alloy were obtained, in which optimal temperature is 900C°, optimal strain rate is 1.0×103−s1−and strain rate sensitivity index m value is 0.531.After superplastic deformation of TC4 alloy, the grains are equiaxed，moreover，primaryα—grains grow and when the temperature is higher，the strain rate is quicker, the initial grain size is larger and the grain growth is more obvious;SPF database system is set up to improve production efficiency.Based on the analyzing of the SPF technology, the technology database for SPF is designed. The C/S structure is adopted in order to use the system by local area network, the flow is designed. Microsoft Access 2003 is chosen to develop the database, the database is built by analyzing the requirement, designing the conception, contriving the logic, and relations are built between data tables.In the thesis，how to develop the use interface of the database system is discussed. The use interface, including main interface, user query interface, data management interface, is developed by means of Visual Basic 6.0.Keywords：TC4 titanium alloy, superplastic forming,microstructure, database system南京航空航天大学硕士学位论文VII图清单图1. 1 A SHBY -V ERRALL 晶粒换位机制示意图 (4)图1.2 B ALL -H UTCHISON 模型 (5)图1.3 G IFKINS 模型 (6)图1.4 不同工艺条件下钛合金的典型显微组织 (8)图1.5 技术路线图 (12)图 2.1 加热电炉 (14)图2.2 拉伸试验装置示意图 (14)图2.3 拉伸标准试样 (14)图2.4 TC4钛合金900C °拉伸试样 (16)图2.5 800C °时应力σ—应变ε曲线 (16)图2.6 840C °时应力σ—应变ε曲线 (16)图2.7 880C °时应力σ—应变ε曲线 (16)图2.8 900C °时应力σ—应变ε曲线 (16)图2.9 920C °时应力σ—应变ε曲线 (16)图2.10 TC4钛合金在=ε&0.5×10-3S -1不同温度下的的应力σ—应变ε曲线.........................18 图2.11 TC4钛合金900C °应变速率ε与延伸率δ关系图 (19)图2.12 计算机拟合的应力σ和应变ε曲线 (22)图2.13 TC4钛合金900C °时应力σ与应变速率ε&关系图......................................................23 图2.14 TC4钛合金900C °时不同应变速率所对应的M 值.. (23)图2.15 TC4钛合金在不同温度下延伸率随应变速率的变化曲线 (24)图2.16 拉伸速度突变法（增速法）的载荷与位移曲线 (25)图2.17 TC4钛合金拉伸速度突变法的载荷与位移曲线 (25)图2.18 900C °时应力σ与应变速率ε&关系图..........................................................................26 图2.19 900C °时不同应变速率所对应的M 值.. (26)图2.20 不同温度下应变速率与应变速率与M 值的关系 (28)图3.1 TC4钛合金的原始组织 (32)图3.2 试样在ε&=1E-3S -1条件下超塑性变形后金相显微组织...................................................33 图3.3试样在900C °不同应变速率下超塑性变形后金相显微组织.. (34)图3.4 试样在900C °时不同变形量下超塑性变形后金相显微组织 (36)TC4钛合金超塑成形实验研究及其数据库管理平台的开发图4.1超塑成形数据库系统功能图 (38)图4.2C/S模式系统的体系结构图 (39)图4.3超塑成形管理数据库E—R图 (41)图5.1系统运行流程图 (48)图5.2用户登录窗口 (51)图5.3主界面窗口 (51)图5.4工艺参数查询界面 (53)图5.5ADO控件属性设置示意图 (54)图5.6力学性能参数查看 (55)图5.8不同变形量下的微观组织信息 (56)图5.9用户管理界面 (56)图5.10客户管理界面 (57)图5.11客户信息修改 (57)VIII南京航空航天大学硕士学位论文表清单表2.1TC4化学成份表 (14)表2.2TC4钛合金在不同温度和应变速率下的延伸率 (23)表2.3TC4钛合金在应变值为0.5时的应力、应变速率值 (22)表2.4TC4钛合金不同应变速率对应的m、K值 (28)表2.5最佳工艺参数表 (29)表4.1TC4钛合金力学性能参数表 (42)表4.2用户管理表 (42)表4.3最佳成形参数曲线表 (42)IXTC4钛合金超塑成形实验研究及其数据库管理平台的开发X注释表δ延伸率A、A试样的初始横截面积和瞬时横截面积l、l、l∆试样的初始标距长度、瞬时标距长度和位移v、v夹头的初始速度和瞬时速度P、σ载荷和真实应力ε、ε&真实应变和应变速率m应变速率敏感性指数T 温度K材料系数 E试样及拉伸机有效弹性模量承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

TC4_Ti_6Al_4V_钛板超塑性成形后的力学性能研究_陈明和

1 引言
1968 年英国里兰德汽车公司首次将超塑性材料 Zn-22% Al 共析合金用于生产实际, 并用这种合金超塑性成形制成了小轿车上盖和汽车门内板[ 1] , 引起了金属热加工工艺的一场革命。随后, 世界各国掀起了研究材料超塑特性及其应用的热潮。相继形成了开发、应用以铝合金、钛合金、铜合金为代表的结构合金超塑性材料。其中, 钛合金因其比重小、强度高, 并具有良好的耐热、抗腐蚀性能, 在航空、航天、化工、船舶、医疗等部门中得到广泛应用。超塑性技术的发展, 改善了钛合金难成形的状况。超塑成形与扩散连接复合工艺对于加工复杂形状的航空航天钛合金结构件非常有效, 与传统的加工工艺相比成本可降低 50% , 构件重量可减轻 25% [ 2] 。对于用户和产品设计者来说, 最为关心的是超塑性成形后的构( 零) 件的力学性能如何变化, 能否满足使用要求。尽管人们对材料超塑特性的研究工作已开展得较为深入, 但对于超塑性成形后材料的力学性能如何变化的研究却很少。T C4( T i-6Al-4V) 是目前应用最广泛的超塑性能良好的钛合金, 因而对这种材料超塑成形后的力学性能进行研究, 无疑是有其实际意义的。本研究主要根据 Hall-Pet ch 公式 Rs = R0 + kd- 1/ 2[ 3] , ( R0 为与晶粒大小无关的强度分量; k 为比例常数; d 为晶粒尺寸) 。对超塑性成形后的 T C4 板材的力学性能指标中的 R0. 2 与 Rb 作出定量分析, 为实际生产提供性能依据。其性能变化的规律也可作为对其它类型超塑性材料的性能变化进行研究时的参考。
Ri = P R/ 2D, Ei = ln( D/ D0)
式中 Ri 为任一时刻 t 时的应力; Ei 为任一时刻 t 时的应变; D 为任一时刻 t 时的板料厚度; D0 为板料的原始厚度; R 为任一时刻 t 时的球形件的半径( R = ( h2+ a2) / 2h, h 为球形件拱高, a 为对应的弦长的一半) ; P 为拉

TC4钛合金晶粒细化及超塑性研究

１５６塑性工程学报第１５卷图１ＴＣＡ钛合金的原始显微组织Ｆｉｇ．１Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｓ－ｒｅｃｅｉｖｅｄＴＣＡａｌｌｏｙ１．２试验方法根据ＴＣＡ钛合金原始组织情况，试验采用形变热处理晶粒细化的方案：方案１：将ＴＣＡ钛合金棒料加热至９３０℃，３火次镦拔至０２２ｍｍ（总锻比为Ｋ。

一５．６３），第２火次锻后直接回炉加热，１火次和３火次锻后采用水淬。

然后进行再结晶退火，加热至８００℃，保温６０ｍｉｎ后空冷。

方案２：将ＴＣ４钛合金棒料加热至９３０℃，３火次镦拔至０１７ｍｍ（总锻比为ＫＬ一８．２０），锻后全部采用水淬。

然后进行再结晶退火，加热至８００℃，保温６０ｍｉｎ后空冷。

２原始组织分析由图１可以看出，试验用ＴＣ４钛合金棒材原始．８晶界清晰完整，晶界口相非常明显，晶内口相呈粗大针状有规则排列，属于魏氏组织。

产生这种组织的主要原因，是原始坯料的加热或变形在ｐ相区进行，或者是原始坯料在卢相区加热，而在ａ＋卢两相区变形时，所取的变形量较小所致。

晶界口是晶界上口相因变形不足未再结晶球化遗留下来的。

这类组织的断裂韧性、持久性能、蠕变强度较好，但塑性、疲劳强度、抗缺口敏感性、热稳定性、抗热应力腐蚀性较差。

其性能随口束域的大小和晶界口的厚度而异，口束域减小，晶界口变薄，综合性能好转。

一般称这类组织为过热组织，只有通过在口＋卢两相区较低温度下，以足够大的塑性变形方可纠正。

３ＴＣ４钛合金棒材的显微组织细化研究图２为经方案１形变热处理后０２２ｍｍＴＣ４钛合金棒料的显微组织，与图１原始显微组织相比较，晶界口相已基本消失，口相得到了明显的细化和等轴化，但仍留有部分较粗大的等轴ａ相和较多的拉长ａ相，经测定球状口晶粒的直径为５弘ｍ～９弘ｍ。

这是因为方案１形变热处理的变形程度和水冷次数还不能产生使口和ｐ晶粒足够细化的畸变能，即原始晶粒的细化程度还不够，故难于通过随后的再结晶退火而使显微组织中的初生口相充分细化和等轴化。

TC4多层板结构超塑成形_扩散连接工艺数值模拟与试验研究 (1)

南京航空航天大学硕士学位论文TC4多层板结构超塑成形/扩散连接工艺数值模拟与试验研究姓名：崔元杰申请学位级别：硕士专业：航空宇航制造工程指导教师：童国权2011-01南京航空航天大学硕士学位论文摘要超塑成形/扩散连接（简称SPF/DB ）技术是航空航天大型复杂钛合金薄壁结构件制造的主要工艺方法之一，利用该技术制造的钛合金多层板结构设计上满足质量轻、刚性大的要求，工艺上突破传统的钣金成形方法，能够缩短制造周期，减少成本等。

国外已将SPF/DB 技术制造的钛合金多层板结构广泛应用于航空航天领域并取得显著的技术经济效益，目前国内钛合金多层板SPF/DB 技术在制造工艺与应用上与发达国家相比还存在差距，主要表现的工艺问题：三层板结构件面板易出现“沟槽”缺陷，四层板由于扩散连接面积大，若工艺过程控制不当，极易造成扩散连接不充分。

利用CAD 、CAE 计算机辅助设计技术进行结构优化已成为航空航天领域SPF/DB 工艺研究的重点内容之一。

针对上述的工艺问题，本文在TC4多层板SPF/DB 工艺研究中做了以下工作：首先提出了面板与芯板初始厚度比值1r （1r t t =面芯）、扩散连接宽度与面板初始厚度比值2r （2/r b t =面）是影响三层板结构件面板“沟槽”缺陷的两个重要结构参数。

根据三层板SPF/DB 工艺原理设计了模具结构与气路，借助有限元软件MARC 分析了1r 与2r 值对TC4三层板“沟槽”缺陷的影响规律，通过模拟比较得到：当t 面=2mm 时，t 芯=0.7mm ，b =4mm 的三层板结构模拟成形结果最佳。

最后在数值模拟的基础上，采用先DB 后SPF 的方法成功地进行了TC4三层板SPF/DB 试验研究，得到的三层板焊合率高、芯板壁厚分布均匀、面板无“沟槽”缺陷。

结果表明：TC4三层板SPF/DB 工艺中，当结构满足13r ≈，22r =时有利于减少面板“沟槽”缺陷；最佳DB 工艺参数为：温度900℃，扩散连接压力2~3.5MPa ，保压时间3600s ；最佳SPF 参数为：温度900℃，应变速率0.00098s -1，成形时间为2000s ，保压压力2.5MPa 。

TC4钛合金贮箱半球超塑成形模具型面设计

TC4钛合金贮箱半球超塑成形模具型面设计
雷海龙;张荣霞;张军
【期刊名称】《航空制造技术》
【年(卷),期】2011(000)016
【摘要】合理布置成形后半球毛坯的壁厚加工余量,并计算超塑成形模具型面的名义加工尺寸.通过分析半球在超塑成形过程中材料变形机理,设计反向预成形模具型面,达到均匀半球毛坯壁厚的目的,使其满足后续加工尺寸的要求.
【总页数】4页(P54-56,59)
【作者】雷海龙;张荣霞;张军
【作者单位】北京航空制造工程研究所;北京航空制造工程研究所;空军驻北京地区军事代表室
【正文语种】中文
【相关文献】
1.ZTC4钛合金筒形件等温挤压工艺分析及模具设计 [J], 张慧芳;张治民
2.穿甲弹尾翼超塑成形工艺与模具的优化设计 [J], 杨永顺;文九巴;陈拂晓
3.铝青铜拨叉、手轮超塑成形及模具设计 [J], 张立斌;戴积林
4.穿甲弹尾翼高质高效超塑成形及模具设计 [J], 杨永顺;陈拂晓;苏娟华
5.基于有限元法的钛合金半球超塑成形反吹模参数化设计 [J], 张荣霞;吴为;曾元松因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

TC4钛合金激光焊接头超塑性均匀变形机理研究

TC4钛合金激光焊接头超塑性均匀变形机理研究随着高铁列车、航空航天等领域对结构轻量化的需求,钛合金的连接备受关注,但由于金属在焊接过程中温度场的不均匀分布,所得到的接头组织性能存在区域差异,接头质量难以达到实际需要。

超塑成形/激光焊技术兼具激光焊接变形小和超塑成形技术成本低、质量好的优点,在提高接头性能方面具有很大的应用前景,尤其是在钛合金应用领域方面。

目前,由于钛合金激光焊接头存在超塑性变形不均匀现象,对构件成形后的组织和力学性能构成不利影响,限制了LBW/SPF技术(激光焊/超塑性成形技术)的实际运用。

氢和淬火均可以调节钛合金的组织结构,缓解超塑性变形前后的组织不均匀现象,但是目前对置氢和淬火处理后的钛合金接头超塑性均匀变形机理还缺乏系统性的研究。

针对置氢和淬火处理后TC4钛合金接头超塑性变形均匀的问题,采用TEM、SEM等手段分析了置氢、淬火及联合处理方法对TC4接头组织性能的影响,得出以下结论:置氢、淬火及联合处理方法均能明显改善TC4激光焊接头的组织性能均匀性。

置氢处理后,TC4接头组织变化主要为:母材组织原始α相减少,β_H增加;焊缝组织由原始β相大晶粒内的针状马氏体α′组织转变为片层状组织。

随着置氢含量的增加,整体接头中的α相减少,β相增多,接头焊缝和母材的显微硬度差异减小,当氢含量为0.37wt%时,显微硬度差达到最小值13HV,与未置氢相比降低了66.7%。

淬火处理后,TC4接头组织变化主要为:母材组织中的α相向β相发生转变;焊缝中的针状马氏体α′长大,当淬火温度为1000℃时,焊缝组织都是β相大晶粒内的针状马氏体α′,焊缝的晶粒尺寸略大于母材的晶粒尺寸,当淬火温度为1000℃时,接头显微硬度差值最小为12HV比淬火温度940℃降低了70%;氢热处理后,TC4接头组织变化主要为:当置氢含量为0.16wt%、淬火温度为910℃时,接头中的组织全部转变为马氏体,且由于氢元素的存在,接头中出现了斜方马氏体α′′。