Ti2AlNb基合金三層結構熱彎-擴散連接組合工藝.pdf

1、隨著航空航天等高新技術的發(fā)展，具有優(yōu)良高溫比性能的TiAl系金屬間化合物日漸受到人們關注。而Ti2AlNb基合金作為一種TiAl系金屬間化合物，在結構材料領域，也逐漸成為研究熱點。但Ti2AlNb基合金材料室溫成形性能差，加工制造復雜結構件比較困難，影響了它的應用。
　　本課題針對這一現(xiàn)狀，探究Ti2AlNb基合金材料的熱成形性能和擴散連接性能，開發(fā)出行之有效的熱彎/擴散連接組合工藝，加工制造出質量良好的三層結構件，為推動Ti2A

2、lNb基合金的實際應用提供技術基礎。
　　通過高溫拉伸試驗測定Ti2AlNb基合金材料在不同溫度和應變速率條件下的應力應變變化關系，掌握材料熱變形特點，通過Arrhenius方程構建Ti2AlNb基合金的本構關系，繪制高溫拉伸試驗中峰值應力σp隨應變速率和變形溫度T的變化關系曲線，利用線性擬合求得各材料參數(shù)，計算出材料本構方程，為數(shù)值模擬和制定合理的熱彎成形工藝參數(shù)提供依據(jù)。
　　利用Dynaform有限元模擬軟件，對Ti2

3、AlNb波紋板進行熱彎成形模擬，比較不同成形溫度，凸模圓角和摩擦系數(shù)條件下的尺寸精度，發(fā)現(xiàn)成形溫度越高，凸模圓角越大，摩擦系數(shù)越小，熱彎成形件最小壁厚值越接近Ti2AlNb原始材料壁厚。綜合考慮，熱彎成形最佳工藝參數(shù)為：成形溫度1040℃，凸模圓角R1.5mm，摩擦條件：氮化硼潤滑。
　　在真空爐中進行Ti2AlNb基合金擴散連接探索試驗，對所制得的連接試件進行微觀組織分析和力學性能測試。可知隨連接溫度的升高和保溫時間的延長，擴散

4、界面焊合率提高。當連接溫度T=1150℃，保溫時間t=90min，擴散接頭質量最好，其在700℃下接頭剪切強度可達497MPa，觀察剪切斷口，主要是解理斷裂，并伴隨少量韌窩斷裂。
　　針對Ti2AlNb基合金三層結構試件，確定其熱彎/擴散連接組合工藝流程，設計熱彎成形模具和擴散連接模具，根據(jù)熱彎模擬和擴散探究試驗確定的工藝參數(shù)，在真空爐中進行熱彎曲成形試驗和擴散連接試驗，獲得外觀質量良好的三層結構試件。對Ti2AlNb基合金三層結