钛合金筒形件的旋压

通过不同的工艺实例验证钛合金筒形件旋压加工的可行性，将摸索的加工经验运用于其他钛合金零件的旋压加工中并取得成功。     

TB6钛合金筒形件强力旋压成形工艺模拟

建立了TB6钛合金筒形件旋压成形工艺模型,运用有限元软件对不同工艺参数下工件的变形过程进行了模拟,分析了工件在旋压过程中的受力和变形特性,并研究了减薄率(30%～45%)、变形温度(900～1050℃)、主轴转速(3～6 r·s^-1)和旋轮进给率(1.0～2.5 mm·s^-1)等工艺参数对旋压过程中等效应力、等效应变的影响规律。结果表明：变形温度和主轴转速对工件成形质量的影响较小,旋轮进给率和减薄率对成形质量的影响较大。随着旋轮进给率的增大,外径圆度精度呈V形分布;随着减薄率的增大,工件的最大等效应力和等效应变均随之增大。综合优选出的最佳的旋压工艺参数组合为：减薄率为30%、变形温度为1000℃、主轴转速为4 r·s^-1、旋轮进给率为2 mm·s^-1。     

筒形件强力旋压变形机理的有限元分析

本文通过建立筒形件强力旋压的力学模型,运用三维弹塑性有限元对强力旋压过程进行了计算,得到了旋压过程的应力场和应变场分布。在此基础上,对筒形件强力旋压的变形机理进行了分析,并将计算结果与实测结果进行了比较,两者吻合较好     

旋压参数对TC21钛合金筒形件旋压织构的影响

通过二次开发将晶体塑性滑移模型嵌入ABAQUS商业软件,对TC21钛合金筒形件旋压织构演变进行了有限元数值模拟,研究了旋压工艺参数对合金筒形件旋压织构组分和织构强度的影响.结果表明,实验与模拟结果对比显示出采用晶体塑性模型模拟织构演变时具有较高可靠性.减薄率显著影响旋压织构的组分和强度,当减薄率＜25％时,织构组分主要为(0001)<2(11)0>,当减薄率＞30％时,织构组分主要为(0001)<2(11)0>、(10(1)3)、(0001)及(10(1)0)织构,且织构强度随减薄率增加而增大.主轴转速和进给速度不明显改变织构组分,主要为(10(1)3)、(0001)及(10(1)0)纤维织构.随主轴转速和进给速度增加,(10(1)3)、(0001)及(10(1)0)织构强度增大.     

镍基合金筒形件变薄旋压组织与性能的研究

叙述了镍基合金筒形件变薄旋压的试验过程,分析了塑性变形对组织与性能的影响。以钼钨等元素强化的固溶强化型镍基合金工艺性能较好,退火间累计变薄率在50％－60％之间,有利于室温变薄旋压成形。在多道变薄旋压和多道再结晶退火后,铸态组织变为加工组织,其综合性能良好,满足了产品技术条件的要求。     

筒形件旋压工艺及其模具设计

通过对筒体零件工艺进行分析,介绍了该零件的工艺计算,旋压工艺参数的确定,旋轮及芯模结构设计。     

深筒形件旋压引伸设备的研究

深筒形件传统上采用冲压-机加生产方式,工件壁厚差和不同轴度大,造成后续机加难、材料利用率低、生产成本高.在综合分析旋压和引伸成形工艺后,提出了集旋压、引伸为一体的新的复合成形工艺,介绍了此工艺的设备设计,并进行了实验验证.     

筒形件强力旋压CAD／CAM系统

简单介绍了组成强力旋压ＣＡＤ／ＣＡＭＴ系统的产品的信息形输入模块，工艺参数自动设计模块，数据库系统，自动编辑模块，数据采集和处理系统，加工参数实时补偿系统几部分的功能，说明使用该系统，可缩短产品工艺设计和数控编程时间，明显改进旋压产品的质量，降低度试验次数，降低废品率，具有极大的经济效益。     

GH169合金筒形件变薄旋压试验

本文论述了ＧＨ１６９高温合金变薄旋压的试验过程，对合金的旋压性能，最佳变薄率，以及薄率，以及模拟ＦＴ８燃气轮机匣旋压成形，选择较为合理的工艺参数进行了分析。结果认为，ＧＨ１６９合金在固溶状态下，可旋转性较好，累计变薄率为６０％未见裂纹出现；当道次变薄率为３０％，两道次总变薄率约为５０％时，成形大直径薄壁带安装边机匣壳体是可行的。该结果为机匣壳体采用变薄旋压成形奠定了基础，对节省合金材料，提高产品几     

轧制温度与变形量对TB2钛合金微观组织和力学性能的影响

通过X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、硬度计以及万能拉伸试验机等研究了不同轧制温度及变形量对TB2钛合金显微组织、相结构以及力学性能的影响。结果表明,在600℃轧制处理后,TB2钛合金由β相和α相组成。同一轧制温度下,随着变形量的增加,晶粒被明显拉长,基体中的β晶粒部分破碎,并在晶界处出现大量再结晶晶粒。当轧制温度为600℃,变形量为60%时,合金的抗拉强度最大,可达到1360 MPa,伸长率为5.7%;而当轧制温度为600℃,变形量为40%时,合金的抗拉强度最大,可达到1270 MPa,伸长率为10.9%,综合力学性能较好。     

高强钛合金斜轧管材组织性能的研究

研究了高强钛合金TB2斜轧穿孔管材的组织和力学性能,并对拉伸试样断口形貌进行了分析。研究结果表明,TB2合金斜轧穿孔管材晶粒细化,斜轧态为完全β单相组织,时效后为α+β两相的等轴组织;斜轧态和固溶状态塑性指标较高,有利于进一步塑性加工,时效后强度较高;管材拉伸试样断口分析发现,斜轧态和固溶状态表现为布满韧窝的塑性断口,时效后为韧脆混合断口。     

时效温度对TB15钛合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等研究了不同时效温度对固溶态TB15钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着时效温度从520 ℃升高到540 ℃,TB15钛合金的拉伸强度和屈服强度先增加后减小,在530 ℃时效处理后可以获得最高的抗拉强度和屈服强度;时效处理后合金塑性偏低,其变化规律与强度相反。在断裂韧性方面,随着时效温度的上升,TB15钛合金的断裂韧性逐渐提高。固溶态TB15钛合金经不同温度时效处理后,析出大量的次生α片层相,等轴β组织转变为片层α和β转变组织。     

固溶温度对TB8钛合金组织及性能的影响

研究了固溶温度对TB8钛合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,随固溶温度的升高,合金β晶粒明显长大;合金固溶态强度略有降低,塑性逐渐升高;合金固溶+时效处理后,β晶界及晶粒内部均匀弥散析出大量次生α相颗粒,强度呈上升趋势,塑性明显降低.TB8钛合金在770 ～ 830℃温度范围内固溶后,具有较高的强度和优异的塑性,经520℃时效后,综合性能优异,抗拉强度＞ 1300 MPa,伸长率＞15％,断面收缩率＞55％.     

固溶冷却方式对TB15钛合金组织和力学性能的影响

采用扫描电镜观察、拉伸和断裂韧性测试研究了不同固溶冷却方式下TB15钛合金经900 ℃×2 h固溶+530 ℃×8 h时效后的力学性能、断口形貌和显微组织。结果表明,固溶冷却方式对TB15钛合金强度和塑性的影响较大,对断裂韧性的影响较小。固溶后回充0.1 MPa氩气真空气冷时,合金的综合力学性能最好,抗拉强度为1391 MPa,伸长率为7.0%,断面收缩率为13.6%,断裂韧度为70.3 MPa·m^1/2。随着固溶冷却速率的增加,TB15钛合金的断裂韧度逐渐减小,但变化幅度不大。不同固溶冷却方式下,TB15钛合金经固溶时效后的次生α相数量、厚度及片层间距有所不同。与空冷相比,回充0.1 MPa氩气真空气冷的片层状次生α相数量增多,厚度略有增加,片层间距有所增大。     

锻态TB6钛合金热变形行为及组织演变

在THERMECMASTER-Z型热模拟试验机上,对锻态TB6钛合金在真应变为0.92、变形温度为800℃～1150℃、应变速率为0.001s-1～1s-1的条件下进行等温恒应变速率压缩试验,分析合金在β单相区条件下的热变形特点,并观察金相组织。结果表明,应变速率对合金流动应力的影响较显著;而变形温度对合金流动应力的影响在较高应变速率时较大,在较低应变速率时较小。动态再结晶晶粒尺寸和动态再结晶体积分数,随温度的升高而增大,随应变速率的增大而减小。从晶粒细化和动态再结晶组织均匀性考虑,当真应变为0.92时,变形温度选择在950℃～1050℃之间,应变速率选择在0.01s-1为宜。     

冷变形和时效热处理对TB9钛合金组织和性能影响

利用XRD、OM和SEM等手段研究和分析了冷变形和时效热处理对TB9钛合金组织和性能的影响。结果表明:随变形量的增大,在合金棒材横截面形成旋涡状组织,而沿纵截面形成纤维状组织;合金径向和轴向的显微硬度均随着变形量的增大而增大;合金450℃/8 h/AC时效热处理后由α相和β相组成,且随变形量的增大,合金室温抗拉强度增加,塑性降低;同时冷变形过程中引入的位错等缺陷为时效过程中α相的析出提供形核位置,使α相无析出区消失,α相尺寸达到纳米级;合金70%冷变形样品经时效热处理后最高抗拉强度可达1809 MPa,此时还有4%的延伸率,断裂方式为韧性断裂和脆性断裂混合模式。     

多次重复固溶时效处理对TB15钛合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机和扫描电镜等手段研究了多次重复固溶时效处理对TB15钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着固溶时效处理重复次数的增加,TB15钛合金的显微组织发生了较为明显的变化,次生α相合并长大,原始β晶粒晶界增厚;1次固溶时效处理后合金的综合力学性能达到最优,随着固溶时效处理重复次数的增加,合金的强度和断裂韧度均降低,伸长率和断面收缩率也急剧降低,断裂类型从韧性断裂向脆性断裂转变;相同工艺参数的重复固溶时效处理不能实现在不大幅降低强度和断裂韧度的前提下改善该合金的室温塑性。     

热处理对激光立体成形TB18钛合金组织和力学性能的影响

采用BLT-C1000型激光立体成形设备制备了沉积态的TB18钛合金,然后采用OM、SEM和拉伸试验机等方法研究了不同热处理工艺对TB18钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,沉积态试验合金的宏观组织以长条形β晶粒为主,晶内由亚稳β相和针状次生α相组成,且存在贯穿β晶粒的沉积层线。随着直接时效温度的升高,原始β晶粒形状变化不大,内部次生α相厚度增加,在形貌上次生α相从针状向片状转变。直接时效温度高于550 ℃时,沉积层线消失,直接固溶温度高于830 ℃时显微组织以全β晶粒组成。固溶+时效处理后,微观组织以纵横交错的细层片状α相为主。随着直接时效温度的升高,抗拉强度和屈服强度降低,伸长率增加。固溶+时效后析出次生α相,抗拉强度和屈服强度显著增加,同时伸长率下降。综合考虑,实际生产中沉积态的TB18钛合金的最佳热处理工艺为直接时效500 ℃×4 h,此时强度和伸长率均高于指标要求。     

TB2钛合金扩散连接与分形维数

在不同温度、压力、保温时间下对TB2 钛合金进行了扩散连接实验 ,利用SEM观察了扩散连接接头断口形貌并进行了分形维数计算 ,通过剪切实验得到了不同条件下的扩散连接接头的剪切强度。结果表明 ,连接温度、保温时间、连接压力对TB2 钛合金扩散连接接头的剪切强度和分形维数都有影响。剪切强度和分形维数呈正相关 ,工艺参数为扩散连接温度 85 0℃ ,保温时间 30min ,连接压力 5MPa时接头的剪切强度最高 (890MPa) ,同时 ,表面分形维数最大 (2 .2 3)。