TA32是一种的近α型高温钛合金,可作为下一代先进飞行器的备选材料。但是高温钛合金服役温度较高,成形工艺复杂,难以制造出外形复杂的蒙皮零件,严重限制了该型钛合金在航空飞行器上的应用。为了满足某型飞行器研制需要,本文以项目内所需两个复杂飞机外形蒙皮零件的热成形制造工艺为研究对象,开展相关热成形工艺研究。本文主要进行的相关研究内容及结论如下:(1)通过高温单向拉伸实验得到了TA32高温钛合金的高温流变行为规律,研究分析了TA32在不同温度和应变速率下的变形行为。基于正则化原理建立起表征TA32高温应力流变行为的双曲正弦模型,对比发现该修正模型精度较高,可作为模拟仿真及制定工艺的理论依据。(2)通过高温应力松弛实验,研究了不同温度和初始状态对TA32的应力松弛行为的影响。在实验曲线基础上进行拟合计算获得该型钛合金应力松弛和短时蠕变方程,为该型钛合金的精密热成形技术提高参考。(3)在拟定成形温度范围上进行模拟冲压成形性能实验获得不同成形工艺性能指标,评估了高温下TA32对不同热成形工艺的适应能力。随后设计实验测定TA32在高温下的成形极限曲线,该曲线可作为仿真模拟及成形工艺中拉伸失稳的判断准则。(4)对项目中的复杂变曲率异形件及超大尺寸外形钛合金蒙皮件的成形工艺进行仿真模拟研究。通过建立科学的失效分析参数,研究了模具结构、成形温度、冲压速度等工艺因素对最终成形结果的影响。根据仿真结果及失效理论修改工艺,并通过仿真验证工艺优化措施能够有效减少复杂零件成形过程中破裂及起皱缺陷现象。(5)考虑热膨胀效应,完成相关热成形模具的设计制造。随后在实验室进行工艺实验研究,分析讨论了上述两个复杂成形零件的成形质量,获得了设计要求的TA32高温钛合金复杂的变曲率异形件及目前国内最大尺寸的飞机复杂蒙皮成形件。通过实验证明本课题制定的工艺方案的合理性,攻克了TA32复杂蒙皮的热成形工艺难题,推进某型号项目的研制进程。