基于电阻热控温的TC4钛合金板料单点渐进成形实验研究

发布时间：2024-02-07 03:12

　　钛合金具有高比强度、高热强度和耐腐蚀性等优点,广泛应用于航天航空、能源化工、医疗等领域。钛合金板料室温下塑性较差,目前主要制造工艺为热成形技术。电热辅助渐进成形技术结合了电热成形和局部成形的技术优势,能够改善钛合金板料成形能力,是一种适用于制造单件和小批量制件的先进成形技术。然而,电热辅助渐进成形工艺中板料在电热持续温升作用下微观组织不均匀,较难控制成形质量。为此,本研究通过自主设计电阻热控温系统,实现成形温度控制,开展钛合金板料电阻热控温渐进成形的变形机制和微观机理研究。本文主要研究内容如下:基于沟槽模型,开展了普通工具头电阻热控温TC4钛合金板料单点渐进成形性能研究,基于DIC系统研究了渐进成形过程中板料的应变分布特点,阐述了不同温度(室温-450℃)下制件成形力变化规律和断口形貌,分析了成形温度对TC4钛合金成形性能的影响,从微观角度解释了不同温度下成形性能提高的原因。设计了专用水冷工具头,开展了水冷工具头电阻热控温单点渐进成形,从宏观和微观角度,研究了更高工具头温度(室温-600℃)下制件成形性能、成形力及回弹的变化规律。基于变角度圆锥模型,开展了水冷工具头电阻热控温TC4钛合...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 钛合金的性能特点及研究现状
        1.2.1 钛合金性能特点
        1.2.2 钛合金微观组织
        1.2.3 钛合金板料成形技术现状
    1.3 国内外渐进成形技术研究现状及分析
        1.3.1 渐进成形技术变形机理研究现状
        1.3.2 成形精度研究现状
        1.3.3 成形性能研究现状
    1.4 课题的主要研究内容
第2章 钛合金渐进成形实验装置及方法研究
    2.1 实验材料
    2.2 实验装置与方法
        2.2.1 温度控制装置
        2.2.2 成形实验装置
        2.2.3 水冷工具头设计
    2.3 材料测试和表征方法
        2.3.1 热成像仪校正
        2.3.2 硬度和粗糙度测试方法
        2.3.3 微观组织分析及实验方法
    2.4 本章小结
第3章 电阻热控温TC4钛合金板料单点渐进成形性能研究
    3.1 引言
    3.2 普通工具头电阻热控温沟槽实验
        3.2.1 实验方案
        3.2.2 不同控温方式研究
        3.2.3 实验结果及分析
    3.3 水冷工具头电阻热控温沟槽实验
        3.3.1 实验方案
        3.3.2 实验结果及分析
    3.4 本章小结
第4章 变角度圆锥TC4板料渐进成形工艺研究
    4.1 引言
    4.2 实验方案
    4.3 实验结果及分析
        4.3.1 成形温度变化规律
        4.3.2 成形高度和成形极限角的影响规律
        4.3.3 成形过程中微观组织变化规律
        4.3.4 制件不同方向微观组织演变
        4.3.5 硬度分析
        4.3.6 表面质量演化
    4.8 本章小结
第5章 电阻热控温与恒流电加热渐进成形工艺对比研究
    5.1 引言
    5.2 实验方案
    5.3 实验结果及分析
        5.3.1 板料温度
        5.3.2 成形性能
        5.3.3 微观组织
        5.3.4 硬度分析
        5.3.5 成形力和摩擦系数
        5.3.6 表面质量
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术成果和参加的科研项目
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3896662