翼类钛合金零件超塑成形扩散连接关键工艺研究(PDF 74页）

图 1.1 飞机机翼结构.. 4
图1.2 SPF/DB 结构形式.............. 5
图1.3 DB 加压方法... 6
图2.1 ASHBY-VERRALL 晶粒换位机制示意图............. 14
图2.2 BALL-HUTCHISON 模型........... 14
图2.3 MUKHERJEE 模型 15
图2.4 GIFKINS 模型.. 15
图2.5 “心部-表层”模型.......... 16
图2.6 原子在金属晶格中迁移的基本形式............ 18
图2.7 扩散连接的三阶段模型........ 20
图2.8 扩散连接界面几何模型....... 21
图3.1 机翼结构型式. 22
图3.2 设计零件..... 22
图3.3 拉伸试样..... 23
图3.4 TC4 钛合金原材料金相组织.... 24
图3.5 加热、加压设备.............. 25
图3.6 拉伸试验机... 25
图4.1 双层板双室结构初始模型...... 27
图4.2 双层板双室结构超塑成形过程.. 29
图4.3 上、下板料沿对称面的壁厚分布.............. 30
图4.4 双层板翼类结构成形压力-时间曲线............ 30
图4.5 三层板夹芯结构模型......... 31
图4.6 模拟载荷加载示意图.......... 32
图4.7 三层板夹芯结构超塑成形过程厚度分布云图..... 34
图4.8 三层板夹芯结构超塑成形过程贴模率分布云图... 34
图4.9 芯板穿透面板及模具......... 35
图4.10 各板沿对称面的壁厚分布.... 36
图4.11 三层板超塑成形压力-时间曲线.............. 37
图5.1 三层板结构SPF/DB 工艺流程图 38
图5.2 盒形件结构超塑成形/扩散连接模具........... 39
图5.3 盒形件模具结构尺寸......... 39
图5.4 翼类结构超塑成形模具........ 39
图5.5 翼类构件模具结构尺寸....... 40
图5.6 钛合金板料清洗流程......... 41
图5.7 实验板料结构 42
图5.8 两层板刚性加压装配图....... 43
图5.9 激光焊接后的两层板外形..... 43
图5.10 超塑成形时板料与模具装配示意图........... 44
图5.11 三层板扩散连接装配图....... 44
图5.12 夹层结构超塑成形工艺过程.. 45
图5.13 扩散连接/超塑成形炉内装配图 45
图5.14 三层板结构扩散连接/超塑成形组合工艺过程.. 45
图6.1 超塑成形零件1/4 剖面图..... 47
图6.2 成形板料厚度变化曲线....... 47
图6.3 实验 P-T 控制曲线............ 48
图6.4 两层板格栅结构超塑成形零件. 49
图6.5 激光焊接焊缝组织（200X） ... 49
图6.6 扩散连接界面金相（200X）.... 50
图6.7 双层板结构装配示意图....... 51
图6.8 双层板超塑成形/扩散连接零件 51
图6.9 夹芯结构装配简图............ 52
图6.10 试验P-T 控制曲线........... 52
图6.11 三层板夹芯结构超塑成形/扩散连接零件....... 53
图6.12 三层板夹芯结构零件........ 55
图6.13 三层板夹芯结构进气管...... 55
图6.14 进气管设置. 57
图6.15 三层板结构沟槽............. 58
表1.1 钛及钛合金在各领域中的应用.. 2
表3.1 TC4 钛合金主要化学成分的质量分数（%） ...... 24
表3.2 TC4 钛合金的性能参数........ 24
表4.1 三层板夹芯结构板料与板料、板料与模具接触表 32
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