TA15鈦合金多層結(jié)構(gòu)SPF-DB工藝與評價.pdf

1、超塑成形/擴散連接(Superplastic forming/diffusion bonding, SPF/DB)組合工藝有制造成本低、效率高以及近無余量等優(yōu)點,在很大的程度上拓寬了結(jié)構(gòu)件的設(shè)計空間,可以制造結(jié)構(gòu)重量輕、完整性好的整體結(jié)構(gòu)件。其中整體結(jié)構(gòu)可分為雙層、三層、四層等多層結(jié)構(gòu),這些多層結(jié)構(gòu)件的整體性好,除裝配需要外幾乎不需要采用緊固件固定,減重效果好。
　　本文以TA15鈦合金多層結(jié)構(gòu)中的四層結(jié)構(gòu)為背景,對SPF/DB組

2、合工藝進行研究。主要研究了四層構(gòu)件芯板和面板超塑成形過程的有限元數(shù)值模擬、四層構(gòu)件的SPF/DB工藝、構(gòu)件的微觀組織及擴散連接部位的界面連接情況和四層構(gòu)件的力學(xué)性能。
　　利用MSC.MARC有限元軟件對四層中空結(jié)構(gòu)件的面板和芯板成形過程進行模擬,預(yù)測在不同時刻面板和芯板各個部位的厚度和應(yīng)力分布情況,得到等應(yīng)變速率條件下的時間-壓力加載曲線,為后續(xù)SPF/DB試驗的壓力加載提供了依據(jù)。
　　采用設(shè)計的成形模具和氣體壓力控制系

3、統(tǒng),在930℃條件下進行了SPF/DB實驗,成形出四層中空結(jié)構(gòu)件。觀察和分析了成形前后的微觀組織變化和擴散連接部位的界面情況。通過掃描電鏡觀察擴散連接界面的連接情況,發(fā)現(xiàn)芯板擴散連接界面質(zhì)量良好,在界面處無連接痕;成形的直立筋貼合和擴散效果較好,但由于直立筋位置是最后成形的部位,減薄比較嚴(yán)重。
　　進行了四層構(gòu)件測試件的壓縮實驗和彎曲實驗,測試了四層結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能,分析了測試件在壓縮和彎曲載荷下的變形。四層結(jié)構(gòu)測試件在承受壓縮和