摘要：研究内容为Ti2Al Nb合金多层板结构的超塑成形/扩散连接（Superplastic forming/diffusion bonding,SPF/DB）工艺。采用恒应变速率法对Ti2Al Nb热轧板材进行单向拉伸试验,得到最佳超塑成形条件如下：变形温度=940℃,应变速率=0.000 5 s–1。利用MARC有限元软件对Ti2Al Nb合金多层板结构的超塑成形过程进行数值模拟,预测构件的壁厚分布情况和可能产生的缺陷。进行三层板和四层板结构的SPF/DB试验,采用优化的压力-时间曲线进行超塑成形的压力加载,扩散连接工艺参数如下：温度=940℃,压力p=10 MPa,时间t=180 min。结果表明,三层板结构在面板出现明显的沟槽现象,沟槽的深度为4.49mm,宽度为8.85 mm;四层板结构成形效果较好,表面平整,无褶皱、沟槽等缺陷;对扩散连接处的微观组织进行观察,显示扩散界面的连接质量良好。研究结果为Ti2A1Nb合金在航空航天复杂薄壁夹层结构件的制造方面提供了参考依据。

关键词：多层板结构 壁厚分布 数值模拟 

单位：合肥工业大学材料科学与工程学院 合肥230009 航天特种材料及工艺技术研究所 北京100074