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5A90铝锂合金与复合材料相比具有相似的减重优势,但其更容易二次加工成形。锂元素的添加,使合金在比强度和比刚度方面有明显的改进。本文主要针对5A90铝锂合金超塑性能和扩散连接性能进行研究,并在此基础上进行中空双层结构件的SPF/DB组合工艺的试验研究。在不同变形温度和应变速率的条件下,对5A90铝锂合金进行高温拉伸试验,分析各工艺参数对合金流动应力、应变、延伸率等的影响,得到5A90铝锂合金超塑成形最佳变形温度是400oC,应变速率是0.001s-1,此时的延伸率为243.97%,及在实验参数范围内的本构方程。遵循正交设计原则,对5A90铝锂合金扩散连接性能进行了研究,分析连接温度、保温时间及表面粗糙度等工艺因素对扩散连接接头质量的影响。结果表明,当连接温度为540oC、保温时间为2.5h、表面粗糙度为800#时,扩散连接接头具有较好的焊合率,达到99%左右,接头剪切试验表明断裂部位基本集中在母材处,最大接头剪切强度可以达到143MPa,且接头区域的组织与母材基本相同。根据高温拉伸试验结果,利用MARC进行中空双层结构件超塑成形过程的有限元模拟,确定了超塑成形工艺的最佳应变速率为1×10-3s-1,在该应变速率下,双层结构件壁厚分布比较均匀,仅在圆角过渡区域出现减薄的趋势,且成形所需时间较短。根据厚度分布情况可以反求出成形过程中的时间-压力加载曲线,进而为后续的组合工艺提供指导。根据板材基本性能试验及有限元模拟结果,确定成形工艺参数,制定工艺流程,利用SPF/DB组合工艺成形得到外观质量良好的5A90铝锂合金中空双层结构件。最后,对结构件壁厚尺寸、扩散连接质量、成形件组织等进行分析,可以发现结构件壁厚分布均匀,略有减薄的现象,减薄最明显的部位为模具凹模圆角处,减薄到0.80mm左右,连接界面处基本不存在空洞,焊合率比较高,结构件晶粒长大趋势不明显。