航空制造技术：TA32钛合金板材的超塑胀形性能研究
2023-10-20【作 者】范荣磊;武永;吴迪鹏;邱佳阳;陈明和
【前 言】
钛合金具有良好的高温综合性能，抗疲劳、抗氧化和耐腐蚀性能优异，被广泛用于制备航空航天、船舶等领域中的关键构件 [1]。但由于钛合金在室温下存在成形抗力大、塑性差和回弹大等问题，常采用热加工技术进行制造。武永等 [2] 综述了多种针对钛合金薄壁构件的热成形工艺，其中超塑气胀成形技术是近年来发展起来的一种先进工艺方法，具有成形效率高、适用性强、绿色环保等优点，可将简单形状坯料直接成形为整体复杂曲面零件。
本文通过开展高温气胀成形试验研究了 TA32 钛合金板材的超塑胀形性能。设计了 4 种具有不同短长轴比的椭圆模具以实现不同的应变路径，板材的轧向（Rolling direction，RD）和横向（Transverse direction，TD）分别与模具长轴平行以研究变形各向异性。分析了胀形试样顶点的应变分量、壁厚和曲率半径与胀形高度之间的定量关系。基于非关联流动法则下的 Barlat’89 屈服准则对 TA32 板材胀形过程中的等效应力进行了求解，并分析了不同应变路径下试样顶点处的等效应力 – 应变曲线和等效应变速率。
【结 论】
（1）TA32 钛合金板材的超塑气胀成形性能表现出强烈的应变路径依赖性。当应变路径从等双轴拉伸转变为近平面应变时，板材极限胀形高度减小，峰值应力增加，延伸率降低，成形性能下降。
（2）TA32 钛合金板材在超塑成形条件下表现出显著的各向异性行为。当板材 RD 平行于第一主应变方向时，材料具有更低的峰值应力和更高的塑性，表现出更好的成形性。
以下是正文：
