钛合金热成形和超塑成形金属平台材料选型和制备.pdf

SUPERPLASTIC FORMING/DIFFUSION BONDING 超塑成形/扩散连接 钛合金热成形和超塑成形金属平台材料选型和制备 Material Selection and Fabrication of Metal Flat for Titanium Alloy Hot Forming and Superplastic Forming 钢铁研究总院高温材料研究所 骆合力　李尚平　曹　栩　张喜娥 [ 摘要 ] 介绍了钛合金热成形和超塑成形用金属 工艺，材料选择比国外平台高温性能更好的高温合金 平台的材料选型和制备工艺研究情况，研究认为，选择 K403，采用特殊精密铸造成形工艺，加热孔和测温孔直 高温合金替代目前国外采用的耐热钢材料优势非常明 接铸造成形，先后为北京航空制造工程研究所、沈飞集 显；钢铁研究总院自主开发的热成形金属平台制备工艺 团制备了 3 套热成形金属平台，该平台已服役 2 年多， 比国外相关技术更加先进，制备的 K403 高温合金热成 表现良好。热成形和超塑成形金属平台的高质量制备 形平台服役表现良好，具备了生产钛合金热成形和超塑 使得我国航空钣金装备技术得到了明显的提高。 成形金属平台的能力。 本文介绍了我国热成形金属平台的自主研制情况， 关键词：热成形　超塑成形　金属平台　高温合 并与国外同类金属平台在材料选型和制备工艺方面进 金　制备工艺 行了比较。 [ABSTRACT] Material selection and fabrication of metal fl at for titanium alloy hot forming and superplas- 1　热成形和超塑成形金属平台材料选型 tic forming are introduced. Compared with heat resistant 在平台材料选型时，要充分考虑其服役温度和受力 steels, superalloys are more suitable for fabricating the 情况。热成形金属平台表面工作温度约 800℃，加热孔 metal fl at. The producing technology of the metal fl at de- 周围区域工作温度约为 900℃ ；而超塑成形平台的表面 veloped by Central Iron and Steel Research Institute (CIS- 工作温度接近 1000℃，加热孔周围区域工作温度接近 RI) has the advantage over the conventional technology. 1100℃。平台服役时表面承受 15MPa 左右的载荷，平 The homemade metal fl at made of K403 superalloy works 台受力模拟分析结果表明（见图 1），平台中 T 型槽位置 stably, which shows that CSRI has capability of producing 会形成应力集中，在 15MPa 的服役载荷会导致 67.6MPa the metal fl at for titanium alloy hot forming and superplas- 的最大应力集中，而大部分区域的应力集中约 45