超塑成型/擴散連接鈦合金氣動面表面溝槽對其強剛度的影響分析

（中國空空導彈研究院，洛陽 471009）

超塑成形（Superplastic Forming，SPF）是利用材料的超塑性來成型零件的一種工藝方法。超塑成形工藝能夠制造出常規(guī)工藝難以成形的復雜結構，而且沒有回彈，能夠保證成形零部件的精度，加工重復性好。擴散連接（Diffusion Bonding，DB）是利用被連接材料的表面在不足以引起塑性變形的壓力和低于被連接工件熔點的溫度條件下,使接觸面通過原子間相互固態(tài)擴散而形成連接的方法[1]。

如果一種材料同時具備超塑性和擴散連接特性，二者所需溫度和壓力條件又非常接近，則可以在一個熱循環(huán)中完成超塑成型和擴散連接，這就是超塑/擴散組合成型工藝技術。與傳統(tǒng)制造工藝制造的零件相比超塑/擴散組合成型工藝技術具有結構重量輕、成本低、整體性好、成形質(zhì)量高等優(yōu)點，已成為航空、航天領域中一種先進的制造技術，大大地提高了構件的設計自由度及結構效率[2]。

鈦合金是最早得到應用的超塑性材料,主要合金有 Ti-6Al-4V、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo、IMI550、Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al等材料,近年來高溫鈦合金(IMI834)、鈦基金屬間化合物(TiAl)以及高溫合金(GH4169)的超塑性研究和應用得到了航空航天有關部門的高度重視[3-4]。

在某產(chǎn)品的研制過程中，基于產(chǎn)品具有大過載、高機動性的特點，對產(chǎn)品的氣動面結構提出了很高的要求，設計人員希望設計一種重量輕、強剛度高，在高溫條件下力學性能較好的新型結構氣動面。傳統(tǒng)鋁制材料整體成型和夾芯鉚接結構與鈦材蒙皮骨架結構難以滿足要求，而超塑/擴散鈦合金結構零件進入了設計人員的視野。……