钛合金二层板结构超塑成形/扩散连接试验研究

采用超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺对TC4钛合金二层板结构进行制备。对TC4钛合金试样进行超塑拉伸试验研究,确定了温度900℃和应变速率9.8×10~(-4)s~(-1)为最佳超塑成形的工艺参数,并计算得出本构方程中的应变速率敏感指数m=0.57,K=998.5。利用MSC.MARC软件对试验件的成形过程进行有限元模拟分析,获得了优化的压力-时间加载曲线。模拟结果显示板料在拐点圆角处最薄,且最大减薄率为42.5%,最大成形气压为2.0 MPa;在T=900℃和6)ε=9.8×10~(-4)s~(-1)下,加载优化的压力-时间曲线,成功进行了TC4二层板结构SPF/DB成形试验。最后对试验件进行了表面质量检查和扩散连接位置显微组织观察分析,结果显示:钛合金二层板的试验件的整体成形效果良好,试验件表面没有出现凹坑缺陷的现象,加强筋超塑成形完全;扩散连接情况良好,界面无明显缺陷,连接处实现了可靠的冶金连接。证明了所述工艺方案成形二层板结构件的可行性。     

钛合金三维点阵结构制备工艺与压缩性能研究

提出了一种钛合金三维点阵夹层结构制备方法,采用超塑成形/扩散连接工艺(SPF/DB)制备了金字塔型、四面体型、X型三维点阵夹层结构,在SPF/DB制备工艺中,采用的是五层板材,四层超塑成形工艺,成形出的结构是三层夹层结构,其中扩散连接工艺为:920℃/2 MPa/2 h,超塑成形工艺为:920℃/2 MPa/2 h。通过压缩试验测试了不同点阵结构类型、单元尺寸、点阵层数的压缩性能,并进行了对比分析。研究表明,钛合金三维点阵结构在压缩变形机制主要包括:弹性变形、弹性屈曲、塑性屈曲、筋条断裂,这些变形机制导致点阵结构的压缩曲线呈现应力波动的特征。四面体点阵结构具有最高的抗压强度,金字塔型点阵结构具有最高的抗压模量,X型点阵结构的抗压强度最小,抗压模量居中。随着单元尺寸和点阵层数的增加,钛合金三维点阵的抗压强度和抗压模量迅速降低。     

钛合金超塑板制备研究进展

超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术为钛合金在航空航天领域的应用打开了一条通道,该技术的发展也对所需的钛合金超塑板提出了更高的要求。介绍了国内外在TC4钛合金超塑板、新型钛合金低温超塑板和新型短时高温钛合金超塑板方面的研究进展。指出,我国经过三十多年的持续技术攻关和应用经验积累,钛合金超塑板的生产技术水平基本与国际先进水平同步,尤其是自主研发的特种轧制技术,能够有效控制钛合金超塑性板材的晶粒度和各向异性,保证后续SPF/DB工艺的需要。最后对我国钛材研发企业提出了几点建议,指出了未来钛合金超塑板研究的工作重点。     

含预置块的TA15钛合金四层板SPF/DB试验研究

对含有预置块的TA15钛合金四层板主承力件进行了超塑成形/扩散连接(SPF/DB)试验研究。首先对TA15钛合金进行超塑拉伸试验研究,确定930℃和应变速率5.25×10~(-4)s~(-1)为最佳成形工艺参数。根据含预置块的TA15四层板成形特点,使用最佳工艺参数对面板和芯板的超塑成形过程进行了模拟。结果显示,面板在凸台圆角处最薄;芯板在十字筋圆角处最薄;并获得了超塑成形的理论压力加载曲线。然后,分析了预置块的准确定位、成形气路设计及止焊剂涂敷和四层板毛坯加工基准3个主要难点,并提出了解决措施。最后,在温度930℃,使用修正的压力加载曲线,进行了含预置块的TA15四层板SPF/DB试验。成形件成形质量检测结果表明:四层板贴模,只在工艺补充面附近出现沟槽,X光分析内部加强筋除工艺补充面部分位置外均形成直立筋格;成形件典型部位连接处的金相检测结果表明:板料成形后为均匀的柱状晶粒组织,晶粒尺寸大小约为15μm;预置块与板料接头连接界面无明显缺陷,仅能从晶粒形状判断连接界面。研究结果证明了所述工艺方案成形含预置块四层板主承力件的可行性。     

扩散连接技术在钛合金加工中的应用及研究进展

扩散连接技术是一种缺陷少、精密度高的固相连接技术.扩散连接技术在钛合金加工中的应用一定程度上解决了钛合金加工难的问题.在简要介绍扩散连接技术及钛合金加工现状的基础上,综述了扩散连接技术在钛合金加工中的应用及研究进展,包括钛合金与不锈钢的扩散连接、钛合金与陶瓷材料的扩散连接、TC4(Ti-6Al-4V)钛合金的扩散连接与超塑成型/扩散连接(SPF/DB)以及TA15钛合金的扩散连接.归纳总结了国内外学者的研究成果,对影响扩散连接质量的3个主要因素温度、压力和时间进行了对比分析,为最佳工艺参数的选择提供了参考,指出了目前需要解决的问题和发展方向.     

钛合金超塑成形／扩散连接技术在飞机结构上的应用

70年代初发展起来的钛合金超塑成形／扩散连接技术,即SPF/DB(SuperplasticFormingandDiffusionBonding)技术,利用社合金在特定的显微组织、温度及拉伸量下,其延伸率超过100％,甚至可达1000％的特性,进行超塑成形;在同等条件下,通过原子间相互扩散而起到连接作用。由于超塑成形与扩散连接外部条件一致,SPF与DB组合即SPFQB技术．铁合金起塑成形在超塑温度和专用的SPFpB机床上,用惰性气体,将工件在封闭的模具内吹塑成形．利用SPFDB技术,可以克服钛合金冷加工工艺性差、成形困难的缺点,成形出整体的无连接件形状复杂的…     

TA15钛合金超塑成形/扩散连接的可行性研究

采用厚度为2、4 mm的TA15钛合金板材,通过超塑成形/扩散连接的方法制备TA15钛合金重要承力壁板。经宏观及显微镜观察、超声波无损检测发现,该壁板质量良好。制备与超塑成形/扩散连接壁板的材质、厚度、成形工艺及成形过程完全一致的试验件,考核其拉伸性能、疲劳性能、剪切性能。结果表明,采用该种工艺制造的TA15钛合金壁板的力学性能满足设计要求,同时也指出TA15钛合金超塑成形/扩散连接的工艺参数有待进一步优化。     

TC4合金超塑性专用板材的研制

钛合金超塑性成形/扩散连结(SPF/DB)工艺是70年代兴起的一项新技术。其特点是:能充分利用材料在超塑性条件下易变形、易扩散、制造各种形状复杂的板金结构件,不仅工艺简单,而且节省材料,降低成     

BTi -62421S高温钛合金超塑成形与焊接工艺研究

设计了新型高温钛合金BTi - 62421S舵面模拟件超塑成形模具,结合超塑成形与几种典型焊接技术,研究了激光焊、滚焊等焊接方法对超塑成形的影响,最终研制出钛合金舵面模拟件超塑成形零件.结果表明采用激光焊与滚焊工艺都能很好地保证两层钛合金板气密性要求,激光焊接工艺效率更高、表面质量更好,选择适当的激光焊接工艺参数可获得...     

易加工钛合金

日本NKK公司制成了两种新型钛合金,一种是超塑成形SP—700钛合金,另一种是冷成形CF—800钛合金.这两种钛合金都具有良好的加工性能.最常见的钛合金,如钛—铝—钒合金(6%的铝和4%的钒),只能在900℃左右时才能达到超塑性;在超塑成形后,在室温条件下,其强度会下降,同时要求高温的模具材料价格昂贵,使用寿命短.