TNW700钛合金热成形极限试验研究

成形极限用于评价板材成形性能,通常采用成形极限图表示。TNW700为新型高温钛合金材料,长时间工作温度为500℃,短时工作时间为700℃。采用钢模胀形的方法,对TNW700进行了750,800和850℃温度下高温成形极限试验研究。结果表明,平面应变路径下的800与850℃的极限主应变比750℃分别提高29.4%与44.5%,说明材料成形极限随温度升高而提高,微观断口呈现明显韧窝,表明TNW700为延性断裂;基于试验数据拟合了成形极限经验模型参数,在此参数下计算的极限曲线与试验数据符合较好。     

某型飞机钛合金钣金件热冲压成形工艺参数优化

采用有限元法对某型飞机钛合金钣金件热冲压成形过程进行数值模拟,研究了成形温度、变形速度以及摩擦系数对成形零件壁厚分布的影响。通过正交试验方法建立了有限元模拟的正交试验组,采用极差分析法确定各因素的影响程度的主次关系,并得到最优的工艺参数水平组合。结果表明:成形温度对壁厚分布影响最大,最优工艺参数为成形温度为675℃、变形速度为1 mm·min~(-1)、摩擦系数为0.3。根据优化结果,对钛合金进行热冲压成形试验,实际成形效果与模拟结果较为吻合。     

复杂形状钛合金热成形零件工艺仿真及参数优化研究

文章针对某型飞机复杂形状钛合金唇口零件的热成形工艺仿真,提出适当的简化假设,将热成形过程近似为普通冲压,使冲压分析数值模型方便应用于热成形分析中。以eta/DYNAFORM为平台,对TC2钛合金唇口零件的热成形过程进行了数值分析,通过模面设计、毛料形状与成形温度、压边力等工艺参数的优化,试冲获得了满意的成形结果,并指导实际生产。将计算结果与实验对比,计算结果较准确地预测出了实验结果,验证了数值分析方法的实用性与准确性。     

基于正交试验的钛合金盒形件液压成形工艺优化

基于Dynaform软件平台,建立了TC2钛合金盒形件液压成形的三维有限元模型.以液压力、压边力、凸模圆角为因子,成形深度、最小壁厚以及最大增厚率为评价指标,设计了3因素5水平的正交试验方案.通过极差分析,确定了各因素影响评价指标的主次顺序,并运用综合平衡法和方差分析,获得了优选的因素水平组合.     

高温钛合金支架制件热成形工艺研究

以BTi6431S高温钛合金带曲面法兰的盒形支架制件为对象,在分析其拉伸成形工艺特性的基础上,设计制造了热拉伸成形模,并拟定了相应的热拉伸工艺技术方案,经过热拉伸工艺试验,得到了满足图纸要求的合格制件。本文研究成果可为该类新型钛合金的热拉伸成形模及工艺设计提供参考。     

钛合金叶片成形工艺及优化

以钛合金叶片为研究对象,分析了不同成形工艺下材料的力学性能和组织变化。结果表明,通过顶锻、一次等温预锻、二次等温预锻及终锻工艺制备的合金性能最优。     

钛合金薄壁筒形件热旋成形技术研究

采用TA15钛合金开展钛合金薄壁筒形件热旋成形技术研究,针对钛合金热旋过程中出现的典型缺陷进行形成机理和控制方法研究,成功地旋制出了质量良好的BT20钛合金大型薄壁筒形件.研究表明,钛合金薄壁筒形件热旋成形的关键是保证金属旋压时变形流动的均匀性,其直接受到热旋加热方式、旋压工艺参数和成形模具等因素的影响.BT20钛合金合适的旋压温度范围为600～700℃,当坯料较厚时温度可稍高以防止裂纹,而坯料较薄时旋压温度可适当降低以防止坯料隆起;钛合金筒形件壁厚越薄,越容易产生鼓包和褶皱等成形缺陷,尤其是当厚径比(t/D)小于1%时,应采用较小的道次减薄率以防止局部失稳;采用较小的工作角和较大的旋轮圆角半径有利于促进旋压变形的均匀性.     

Ti-26钛合金热变形特征研究

在Gleeble1500热模拟试验机上对Ti-26（Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn-1Nb-1Zr）钛合金进行了恒应变速率压缩变形试验，温度范围为700～1020℃，应变速率范围为s=10^-3～10s^-1，测试了其真应力一应变曲线，观察了变形后的组织。口区热压缩、变形的主要软化机制是动态回复；s≤10^-2s^-1时，变形的过程中有动态再结晶现象发生，主要软化是动态回复起作用；s≥10^-1s^-1时，变形时再结晶数量增多，但随温度的升高动态回复作用渐强。在热变形参数中，变形温度、变形速率对变形后的组织都有较大的影响，为获得细小均匀的组织，除了降低变形温度，增大变形量外，适当的提高变形速率也是一种可行的途径。     

薄壁TC4钛合金激光焊缝成形试验研究

以TC4薄壁钛合金为研究对象,开展激光焊工艺研究及焊缝成形控制。主要研究了焊接过程保护方式、激光能量控制、离焦量和倾斜角度等焊接参数对焊缝成形的影响。研究结果表明,激光低速焊接TC4薄板钛合金工艺窗口较窄,需要进行精确的能量输入控制。采用高速激光焊接TC4薄板结构,有效地扩大工艺窗口。提高激光离焦量也可以提高熔化宽度,激光功率与离焦量比值为100～140 W/mm可得到良好的熔透效果。激光大角度斜向焊接会出现散射现象,提高能量输入可以良好地保证成形质量。     

钛合金环形管成形模具参数优化

在MSC/Superform有限元模拟软件和弹塑性有限元理论的基础上,建立了钛合金环形管成形过程的计算机模拟系统.选取阿基米德螺旋线为牛角芯模中心线设计模具,采用中频感应加热方法,对阿基米德常数、扩径比、弯曲角度等模具参数进行优化模拟.分析可得:(1)阿基米德螺线系数的合理选取能够保证获得较好的壁厚均匀性,模拟得到本工艺较佳系数为1.0;(2)扩径比太大,容易出现起皱、减薄等缺陷;扩径比偏小,腹部增厚、壁厚均匀性降低,本工艺合适的扩径比为1.33;(3)弯曲角度太小,弯管成形过程变形剧烈,成形后弯管的力学性能等不能较好满足要求;弯曲角度太大,变形过程平稳,但随着推制阻力的增大导致推制困难,本工艺较佳弯曲角度为40o.通过正交试验方法验证得到:在上述参数条件下可以获得壁厚均匀、耐高压、等强度的钛合金环形管.     

TA12钛合金板材成形性能试验

对航空用高温TA12钛合金板材在室温和高温条件下进行杯突和扩孔试验。结果表明：室温条件下,TA12钛合金板材的杯突值IE为3.0 mm左右,扩孔率仅为3%左右;在880℃条件下,杯突值IE增加到4.4 mm,扩孔率提高到13%左右。说明TA12钛合金板材的室温胀形能力和翻边成形性能较差,在高温条件下能够有一定的改善。     

热成形TA32钛合金薄壁件的形状控制与性能优化

为了优化TA32钛合金薄壁件的热成形工艺,对其热流动行为、显微组织演变和断口形貌进行研究.根据实验数据建立一套基于合金显微组织的本构方程,描述高温流动应力与相体积分数、位错密度、晶粒尺寸和损伤演化之间的关系.将本构模型嵌入ABAQUS 6.14中模拟典型薄壁件的热成形过程,预测不同工艺参数下成形件的等效应变、位错密度、...     

304不锈钢管热强旋成形试验研究

针对304不锈钢常温下加工硬化严重、塑性变形抗力大的特性,对304不锈钢筒形件进行了热强旋成形试验研究以探索304不锈钢的热强旋成形规律。在HGQX-LS立式热强旋旋压机上,以二硫化钼为润滑剂,采用高频电磁感应加热方式进行3道次、总减薄率为60%的旋压成形试验。试验主要分析了成形温度和进给比对成形质量的影响,试验结果表明,热强旋是成形304不锈钢薄壁筒形件行之有效的方法之一,当温度为1000℃、进给比为0.4 mm·r-1时能得到成形质量良好的旋压件。     

面向三维形貌特征的钛合金电火花成形加工工艺参数优化

由于钛合金的超高硬度,使得切削加工十分困难,且成本巨大,即使耗费很大代价加工出来的产品,其加工质量往往不尽人意。因而,在研究国内外电火花加工技术最新成果的基础上,设计钛合金电火花加工试验,将加工速度、三维表面粗糙度作为评价加工性能的指标,分析了占空比、峰值电流、电压对钛合金加工的影响规律之后,深入研究了钛合金电火花成形加工的工艺特性;以MATLAB R2007b软件为平台,利用BP神经网络建立钛合金电火花加工工艺参数优化模型,并通过加工实验,对其预测结果进行评价。     

基于人工智能的钛合金热变形工艺参数优化

在深入分析热变形工艺参数对Ti-15-3合金显微组织及成形载荷的影响的基础上,以变形温度、变形程度和变形速率等热变形工艺参数作为设计变量,以显微组织和成形力的最佳综合为目标,建立了该合金热塑性成形工艺参数的多目标优化数学模型。以显微组织参数和成形力的人工神经网络预测模型作为优化算法的知识源,将人工神经网络与修正的遗传算法相结合,对Ti-15-3合金的热塑性成形工艺参数进行优化。结果表明,提出的修正的遗传算法是有效的,采用将其与人工神经网络相结合的方法对钛合金的热塑性成形工艺参数进行优化是可行的。     

钛合金热成形的玻璃纤维布润滑材料热防护特性

润滑剂在钛合金的热成形中起着至关重要的作用。针对现有润滑材料存在的涂层不均、防护温度区间狭窄以及使用不便等缺陷,研究了玻璃纤维布作为新型钛合金热成形的润滑保温材料的热防护特性。根据钛合金热成形的工艺特点,探讨了玻璃润滑剂的防护性能要求以及相关测试方法;对玻璃纤维布的软化起始温度、氧化防护特性、保温特性、比热以及高温粘度等关键指标进行了测试,并与常规玻璃悬浮液的防护性能进行了对比;分析了玻璃纤维布作为钛合金热锻用润滑保温防护剂的可行性。结果表明,除了起始融化温度偏高外,该玻璃纤维材料在氧化防护、保温传热特性以及高温粘度等方面均能够满足钛合金热成形的要求。     

钛合金TC1整流内罩热成形工艺研究

对钛合金 TC1整流内罩热成形工艺进行了研究 ,结果显示成形钛合金 TC1整流内罩只需一道热拉延校形工序。     

TC4钛合金筒形件的热旋成形工艺研究

轻质、高强、耐热、耐蚀钛合金零部件在航空航天、兵器等发动机领域中具有重要的应用前景。针对一端带内法兰的TC4钛合金筒形件开展了加热旋压成形工艺研究,分析了加热温度、旋轮形状、旋压道次、旋轮进给比、壁厚减薄率等工艺参数对TC4钛合金旋压成形的影响规律,研究了旋压过程中材料出现的破裂、起皱、扭曲、扩径等现象并提出了解决措施,辅以后续精密整形和热处理工艺,制造了几何尺寸和机械性能均满足要求的TC4钛合金筒形件,为类似钛合金筒形件旋压成形提供了参考。     

钛合金膜板类锻件热模锻造成形技术研究

针对典型的钛合金膜板类锻件(外径为φ60 mm),设计了锻造成形模具及局部加载模具并进行了局部加载锻造工艺改进试验.通过局部加载方法控制坯料金属的流动方向和距离,避免产生折迭、充不满等缺陷.结果表明,局部加载成形技术可以有效地控制金属的变形流动,膜板类锻件的成形质量和材料利用率明显提高,锻件性能满足设计要求.