TC4钛合金中空叶片扩散连接-超塑成形技术

摘要

航空发动机是飞机的重要组成部分，发动机的性能直接影响着整个飞机的使用性能，发动机的减重能够提高推重比，而空心结构的叶片能够减少发动机的整体重量。因此，采用扩散连接-超塑成形技术成形的中空叶片在发动机减重方面具有重要的意义。
　　本文对钛合金中空叶片的扩散连接-超塑成形工艺进行研究。通过TC4钛合金的高温拉伸实验，得到了最优的材料变形温度，材料的应变速率敏感系数m及k值。研究了TC4三层板的扩散连接，热成形，超塑成形工艺；成形出质量较好的钛合金中空叶片，同时将电流辅助成形与扩散连接-超塑成形结合起来，对电流辅助扩散连接工艺进行研究，分析了电流辅助扩散连接相比于传统扩散连接的优势。
　　首先对TC4板材进行高温拉伸实验，该板材在920℃具有最大的延伸率800％，确定最佳的成形温度及该温度下材料的参数。采用传统的加热炉加热的方式进行中空叶片的扩散连接-超塑成形实验，确定了最优的实验参数，成形出较好的中空叶片；分析了叶片芯板的壁厚分布以及上下面板与芯板的连接情况，线扫描分析了扩散连接的接头，判断了扩散连接的接头的质量。
　　采用电流辅助扩散连接，确定了实验的温度，得到该温度下电流，压力，保温时间等参数；通过对面板与芯板的连接情况进行分析，探究了扩散连接的压力，保温时间对扩散连接接头质量的影响；比较了电流辅助扩散连接与加热炉加热扩散连接，探究了两种工艺在加热时间以及晶粒变化上的差别。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究目的和意义

1.2常见的叶片成形工艺分析

1.3 国内外空心叶片的研究现状

1.4 钛合金超塑成形-扩散连接的工艺的研究现状

1.5 脉冲电流自阻加热技术

1.6 主要研究内容

第2章 实验材料及实验方案

2.1 实验材料

2.2实验设备

2.3 实验方案

第3章 扩散连接-超塑成形钛合金中空叶片

3.1 引言

3.2 实验流程

3.3 TC4板材的拉伸实验分析

3.4 成形叶片的模具设计

3.5钛合金中空叶片的扩散连接-超塑成形试验

3.6 实验结果分析

3.7 本章小结

第4章 电流辅助钛合金扩散连接研究

4.1 引言

4.2 电流辅助扩散连接的模具设计

4.3 电流辅助钛合金三层板扩散连接试验

4.4 电流辅助扩散连接的分析

4.5 电流辅助扩散连接与传统扩散连接的对比

4.6 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢