Ti60钛合金板材高温变形行为及非等温气压成形工艺研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xsb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着当今航空发动机技术的不断发展与进步,高温钛合金的用量逐步提升,其中Ti60钛合金是我国自主研发的一款近α型钛合金,该合金可长时间在600℃条件下稳定使用,由于常温条件下钛合金强度高,成形性能差,因此传统钛合金成形均采用高温条件下等温成形工艺,即将模具与待成形金属同时加热至较高温度而后成形,但加热模具造成了大量能量损耗,因此提出电流加热非等温气压成形工艺,大幅降低模具温度,同时待成形板材采用电流加热,能够有效提高成形效率并降低能源损耗,实现Ti60钛合金板材高精度成形。针对本工艺中涉及到的Ti60钛合金成形工艺路线的设计开展相应试验研究。首先进行了Ti60钛合金高温变形行为研究,分析其在850℃、900℃、950℃1000℃,应变速率为0.1 s-1、1 s-1、10 s-1条件下的高温变形性能,探究材料性能随温度以及应变速率的变化规律,结果表明:材料的屈服强度与峰值应力随温度升高而降低,延伸率随温度升高而增大;温度一定,材料的屈服强度与峰值应力随应变速率的升高而增大,延伸率随应变速率的升高而降低。针对Ti60钛合金进行不同热处理条件下的组织分析与性能测试,分析固溶时效方案与冷却速率对材料组织性能的影响,结果发现:在一定范围内,随固溶温度的提高及固溶时间的延长,材料室温与600℃高温抗拉强度增大,延伸率降低;在一定范围内随着时效温度的降低与时效时间的延长,材料室温与600℃高温抗拉强度提升,室温延伸率下降,600℃高温延伸率提高。开展Ti60钛合金不同冷却速率热处理,结果发现:随着冷却速率的提升材料抗拉强度也随之增大,980℃条件下,冷却速率由1℃/s提升至100℃/s,材料抗拉强度提升约200 MPa。进行Ti60钛合金板材与模具接触传热研究,通过有限元模拟分析模具温度以及板材与模具间接触压力对板材降温速率的影响,同时设计接触传热实验模具并制定相应实验方案,改变不同模具温度以及接触压力进行实验,实验表明:在板材与模具接触压力一定的条件下,随着模具温度的提升,板材降温速率呈现下降趋势;在模具温度一定的条件下,随着板材与模具间接触压力的提升,板材降温速率呈现上升趋势。进行Ti60钛合金板材电流加热过程及非等温气压成形过程有限元模拟,通过对加热时间以及板材温度场的分析确定加热电流密度为12 A/mm~2;针对非等温气压成形阶段模拟发现在一定范围内胀形高度随胀形压力的提升而增大;在胀形压力一定的情况下,提升模具温度能够有效提高胀形高度同时提高圆角成形精度。进行不同胀形压力、加压速率以及模具温度条件下的胀形实验,发现在一定范围内提高胀形压力与加压速率均能够有效提高板材胀形高度;提升模具温度同样能够有效提高板材胀形高度,同时提升板材圆角成形精度。
其他文献
根据各种不同理论和应用的需要,Orlicz空间有各种不同形式的推广,赋p-Amemiya范数Orlicz空间是其中的一种推广形式。本文对赋p-Amemiya范数Orlicz空间的对偶空间,局部凸性,和H性质进行了一些研究。本文共分四部分,主要工作总结如下:首先,回顾了Orlicz空间理论和广义Orlicz空间几何学八十多年来的发展历程。评价和总结了前人的主要研究成果,并展示了本文各部分所讨论内容的
随着无人机技术的不断发展,围绕无人机在空中的良好视野为计算机视觉提供良好的图像平台的行人目标的跟随、跟拍逐渐成为了无人机技术发展的一个热门方向。但是,行人进入复杂环境后由于环境的遮挡、行人自身状态的变化、光照变化,基于无人机的行人目标长时间跟随会出现目标丢失、跟随失败、目标检测失败等情况。因此本文分析了无人机行人目标跟随任务中的难点,针对复杂环境下的旋翼无人机行人目标跟随方法进行了研究。该方法基于
传统车载导弹的有依托发射方式因受发射场地的限制,只能选择在预设的加厚混凝土场坪上进行发射,从而限制了车载导弹的机动性,无法发挥车载优势。目前我国已掌握无依托发射技术,该技术使车载导弹摆脱了预设场坪的限制,可以在行驶状态中随时停车并将公路作为场坪进行发射,因此有必要分析公路作为发射场坪的安全性与稳定性。本文重点围绕公路场坪在发射筒冲击阶段及液压支腿撑起阶段下的响应进行分析,总结了三种不同的发射工况,
随着吸气式组合动力飞行器工作高度边界的不断扩展,飞行器速度范围逐渐从亚声速跨越至高超声速,极端环境下的大跨度气动参数会使发动机偏离正常工况,导致燃烧性能降低、推进功下降,给发动机在宽域工作状态下的稳定运行提出了技术挑战。结合微波助燃原理、金属基颗粒与微波协同原理和组合发动机的运行规律,提出了一种局部能量增强下的调控燃烧协同作用,为保证宽域工作下发动机的常态稳定运行提供了一种可参考的技术途径。本文面
纯铜由于塑性好,密度和声速高,综合性能优良,是制造破甲弹药型罩的关键材料。药形罩的微观组织和力学性能对其形成射流或弹丸的侵彻性能和战斗部毁伤威力具有决定作用,多向压缩工艺被广泛用作细晶大尺寸坯料的制备,本文在此背景下,开展纯铜多向压缩变形行为及热处理微观组织演化研究,建立多道次本构模型并对多向锻造及热处理过程进行有限元模拟,利用晶体塑性有限元模型对多晶铜压缩织构演化进行预测分析,通过CA模型实现静
随着深空探测的不断深入,人们对于更高精度、更大口径卫星天线的需求也越来越迫切。本文以支撑天线的基本构型单元为设计原点,完成了构型方案设计与模块化拓展设计,分析了机构方案的运动学与动力学,优化了机构的相关结构参数,实现了完整的机构结构设计并通过试验验证了机构展开功能,最后完成了机构的精度分析工作。以模块化拓展为核心,几何单元构型为基础,本文提出了三种不同的构型单元方案。以此为分析对象,建立比频率和比
蜂窝夹层结构以其高比强度和比模量的特点,在航空航天领域应用较多。在实际应用中,为了保证结构的可靠性,往往需要认真考虑疲劳问题。随着工艺的进步,蜂窝夹芯结构的静态力学性能逐渐趋于稳定,但对于疲劳性能的研究依旧不够深入。为了探索铝蜂窝夹芯结构的静态力学性能和疲劳行为,主要做了以下研究工作:本文首先对夹芯结构的基本理论进行初步探索,阐述了夹芯梁理论、蜂窝夹芯结构的典型失效模式和蜂窝夹芯结构的等效理论。之
伴随空间飞行器编队技术和智能控制算法的迅猛发展,为完成空间飞行器编队控制、空间机器人智能抓捕等任务,设计能充分模拟太空环境的空间飞行器地面仿真系统,具有十分重要的意义。在空间飞行器地面仿真实验中,减轻重力效应营造微重力环境对空间飞行器的结构测试、控制算法验证等具有决定性的作用。在这种背景下,本文针对空间飞行器在轨三维运动以及被空间机器人捕获等任务,设计一套空间飞行器三维微重力模拟地面仿真系统方案,
折叠舵面因较高的空间利用率而广泛应用于飞行器中。由于折叠机构的功能要求,折叠舵面结构中各零部件之间存在复杂的连接关系,而这些复杂的连接关系会向结构中引入非线性接触问题。间隙和摩擦作为接触问题中典型的非线性因素,对折叠舵面结构的动力学特性有重要影响。本文主要研究接触问题中的各种非线性因素对折叠舵面结构动响应特性的影响。本文对折叠舵面结构进行了有限元建模。考虑到结构中存在大量连接关系,在载荷传递路径上
日常学习工作中常常会出现建立的有限元模型与实际结构相差过大,不能满足建模的需求。为解决这个问题,选择先对实际模型进行试验,用试验得到的数据来对有限元模型进行调整,以此减小有限元模型与实际结构之间的差异。有限元模型修正技术根据修正对象的不同主要分为矩阵型修正法以及参数型修正法两类,其中参数型修正法更具有工程价值。参数型修正法最关键的一环就是修正参数的选取,通常情况下,要选取灵敏度较大的参数作为修正参