钛合金超塑成形/扩散连接的数值模拟及工艺研究 被引量：9

1

作者 黄钢华 张益华 +1 位作者 门向南 窦小丽 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期16-19,35,共5页

利用有限元软件Marc对钛合金TC4板的超塑成形/扩散连接(SPF/DB)进行数值模拟。通过模拟获得优化的压力-时间(p-t)曲线,为后续的超塑成形/扩散连接试验提供参考基础。经过试验得到钛合金TC4板超塑成形/扩散连接的最佳工艺参数为:超塑成形... 利用有限元软件Marc对钛合金TC4板的超塑成形/扩散连接(SPF/DB)进行数值模拟。通过模拟获得优化的压力-时间(p-t)曲线,为后续的超塑成形/扩散连接试验提供参考基础。经过试验得到钛合金TC4板超塑成形/扩散连接的最佳工艺参数为:超塑成形,θ=900℃、p=2.5 MPat、=790 s;扩散连接,θ=900℃、p=3.0 MPat、=80min。 展开更多

关键词 钛合金TC4 超塑成形/扩散连接(spf/db) 数值模拟 工艺研究

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材料超塑性和超塑成形/扩散连接技术及应用 被引量：34

2

作者 于卫新 李淼泉 胡一曲 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期8-14,共7页

大量的工程材料都具有超塑性,以材料超塑性为理论基础的超塑成形/扩散连接技术是先进制造技术的一种,在航空航天等许多工业部门得到了越来越多的应用。分析了材料超塑性现象,超塑性变形机理研究进展,超塑成形/扩散连接技术的理论基础,... 大量的工程材料都具有超塑性,以材料超塑性为理论基础的超塑成形/扩散连接技术是先进制造技术的一种,在航空航天等许多工业部门得到了越来越多的应用。分析了材料超塑性现象,超塑性变形机理研究进展,超塑成形/扩散连接技术的理论基础,以及超塑成形/扩散连接复合工艺的技术优势、研究进展和应用现状,并展望了超塑成形/扩散连接技术的发展趋势。 展开更多

关键词 超塑性 超塑成形 扩散连接 超塑成形/扩散连接

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Ti-6Al-4V合金多层板结构的超塑成形/扩散连接工艺研究 被引量：20

3

作者 韩文波 张凯锋 王国峰 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2005年第6期29-32,51,共5页

采用气压成形方法对多层板结构件进行了超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术研究。研究表明,最佳的扩散连接工艺参数为:连接温度T=930℃,连接时间t=30m in,连接压力P=10MPa。对连接试件的微观组织进行了观察,显示在界面处形成良好的连接。最... 采用气压成形方法对多层板结构件进行了超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术研究。研究表明,最佳的扩散连接工艺参数为:连接温度T=930℃,连接时间t=30m in,连接压力P=10MPa。对连接试件的微观组织进行了观察,显示在界面处形成良好的连接。最佳的成形参数为:成形温度Tf=930℃,成形压力Pf=0.6MPa,成形时间tf=55m in。最后对成形后的板厚分布进行了研究。 展开更多

关键词 超塑成形/扩散连接 多层板结构 TI-6AL-4V合金

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基于激光预焊芯板夹层的超塑成形/扩散连接先进工艺 被引量：7

4

作者 王大刚 陈明和 +1 位作者 王宁 谢兰生 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1536-1541,共6页

针对传统多层空心整体结构在超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺过程中存在的中心夹层焊接可靠性差的关键工艺问题,以某飞行器TC4(T-6Al-4V)钛合金舵体四层空心复合整体结构为对象,提出了激光预焊芯板夹层的超塑成形/扩散连接新工艺。基于... 针对传统多层空心整体结构在超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺过程中存在的中心夹层焊接可靠性差的关键工艺问题,以某飞行器TC4(T-6Al-4V)钛合金舵体四层空心复合整体结构为对象,提出了激光预焊芯板夹层的超塑成形/扩散连接新工艺。基于有限元软件模拟仿真分析及相应的试验研究,采用激光预焊芯板夹层的SPF/DB先进工艺,进行某飞行器TC4钛合金四层空心复合整体舵体零件的研制。结果表明:运用SPF/DB新工艺,在920℃、真空度为5×10-3 Pa、最大气压压力为1.2 MPa条件下超塑成形/扩散连接成形出合格的舵体零件,其焊合率达95%以上,壁厚分布均匀性大于90%,晶粒尺寸长大控制在35%以内。 展开更多

关键词 TC4钛合金 激光焊接 超塑成形 扩散连接 有限元模拟 舵体

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超塑成形/扩散连接技术的应用进展和发展趋势 被引量：54

5

作者 李志强 郭和平 《航空制造技术》 2010年第8期32-35,共4页

超塑成形/扩散连接(SPF/DB)轻量化整体结构改变了传统飞行器结构件的制造模式,使复杂薄壁零件整体化,在降低飞行器结构重量、提高结构完整性和承载效率等方面具有独特的技术优势。

关键词 超塑成形 连接技术 扩散连接 发展趋势 应用 spf/db 结构完整性 薄壁零件

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钛合金四层板结构超塑成形/扩散连接工艺 被引量：8

6

作者 王斌 刘雨生 李萍 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期51-55,共5页

对Ti2AlNb钛合金四层板夹层结构超塑成形/扩散连接(SPF/DB)进行研究,模拟分析板料在成形过程中的等效应变和壁厚分布规律,优化了压力-时间曲线,为实验提供理论指导和压力加载依据;采用Ti2AlNb热轧板进行SPF/DB实验,对比分析不同工艺参... 对Ti2AlNb钛合金四层板夹层结构超塑成形/扩散连接(SPF/DB)进行研究,模拟分析板料在成形过程中的等效应变和壁厚分布规律,优化了压力-时间曲线,为实验提供理论指导和压力加载依据;采用Ti2AlNb热轧板进行SPF/DB实验,对比分析不同工艺参数对成形效果的影响。结果表明,当采用优化的压力-时间曲线进行超塑成形加载,且扩散连接的温度940℃、时间180min、压力10MPa时,成形效果良好,直立加强筋处扩散连接充分,接头处的焊合率达到90%。 展开更多

关键词 超塑成形/扩散连接 四层板结构 Ti2 AlNb合金 压力-时间曲线

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钛合金舵体芯板超塑成形/扩散连接工艺的有限元分析 被引量：4

7

作者 周兆锋 陈明和 +1 位作者 王大刚 王宁 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第3期190-192,195,共4页

利用有限元软件ABAQUS建立了激光预焊芯板的钛合金舵体超塑成形有限元模拟模型,并对TC4钛合金舵体芯板的超塑成形工艺进行了数值模拟,获得了优化的压力-时间加载曲线,最大气压为1.2 MPa,压力加载时间约为2400 s。模拟结果还表明,芯板变... 利用有限元软件ABAQUS建立了激光预焊芯板的钛合金舵体超塑成形有限元模拟模型,并对TC4钛合金舵体芯板的超塑成形工艺进行了数值模拟,获得了优化的压力-时间加载曲线,最大气压为1.2 MPa,压力加载时间约为2400 s。模拟结果还表明,芯板变形过程中不同部位贴模先后顺序不同,但芯板总体厚度分布均匀。TC4钛合金舵体超塑成形的有限元模型分析结果为后续的激光焊接芯板的钛合金舵体超塑成形/扩散连接工艺提供了参考。 展开更多

关键词 TC4钛合金 舵体 超塑成形 扩散连接 芯板 有限元分析

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TA32钛合金双层结构零件超塑成形/扩散连接工艺 被引量：6

8

作者 王珏 张晓巍 +2 位作者 张英伟 王国峰 何晓健 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期53-58,共6页

为促进TA32钛合金在航空领域的应用,在温度为930~960℃,应变速率为10^(-3)~10^(-4) s^(-1)条件下对其超塑性进行研究。结果表明,TA32钛合金在温度为930~940℃,应变速率为3×10^(-3) s^(-1)时具有较好的超塑性,最大伸长率可达343.18... 为促进TA32钛合金在航空领域的应用,在温度为930~960℃,应变速率为10^(-3)~10^(-4) s^(-1)条件下对其超塑性进行研究。结果表明,TA32钛合金在温度为930~940℃,应变速率为3×10^(-3) s^(-1)时具有较好的超塑性,最大伸长率可达343.18%。通过超塑性研究,得到最优超塑成形工艺参数为:成形温度940℃,应变速率3×10^(-3) s^(-1),在此工艺参数条件下,采用超塑成形/扩散连接工艺实现了TA32钛合金双层结构零件的制备,并采用数字化测量技术对零件成形精度进行了分析,分析结果表明,零件成形精度高,满足使用要求。 展开更多

关键词 TA32钛合金 双层结构 超塑性 超塑成形/扩散连接

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Ti_2AlNb合金超塑成形/扩散连接工艺研究 被引量：3

9

作者 王斌 张凯锋 +1 位作者 蒋少松 王克环 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期72-76,共5页

为研究Ti_2AlNb合金的超塑性及其成形性能,在920~960℃温度区间,应变速率10^(-3)-10^(-5)s^(-1)范围内对该材料的超塑性进行了研究,结果表明该材料在960℃,1×10^(-4)s^(-1)应变速率时具有较好超塑性,最大延伸率可达230%,应变速率... 为研究Ti_2AlNb合金的超塑性及其成形性能,在920~960℃温度区间,应变速率10^(-3)-10^(-5)s^(-1)范围内对该材料的超塑性进行了研究,结果表明该材料在960℃,1×10^(-4)s^(-1)应变速率时具有较好超塑性,最大延伸率可达230%,应变速率敏感性指数为0.31;用Marc软件模拟了Ti_2AlNb合金的3层结构超塑成形过程,对缺陷形成进行分析,分析表明在芯板厚度为面板厚度1/3时,可改善3层结构表面缺陷;用超塑成形/扩散连接工艺实现了Ti_2AlNb合金3层结构的制备,并通过改变芯板和外层面板的厚度比改善了3层结构表面缺陷,结果表明,采用合理的工艺方式及工艺参数能够实现该合金的空心夹层结构的制备. 展开更多

关键词 Ti2AlNb合金 超塑性 有限元分析 超塑成形/扩散连接

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钛合金超塑成形/扩散连接四层结构表面沟槽控制方法研究 被引量：8

10

作者 李保永 张铁军 +4 位作者 张凯锋 姚为 秦中环 刘奇 刘伟 《航空制造技术》 2020年第21期63-67,共5页

通过有限元数值模拟和物理试验相结合方法,对超塑成形/扩散连接(SPF/DB)四层结构表面沟槽形成原因进行了分析和研究,采用正交试验方法分析了应变速率έ、扩散连接宽度b、芯层与蒙皮厚度比t和摩擦系数u这4个因素对蒙皮表面沟槽深度的影响... 通过有限元数值模拟和物理试验相结合方法,对超塑成形/扩散连接(SPF/DB)四层结构表面沟槽形成原因进行了分析和研究,采用正交试验方法分析了应变速率έ、扩散连接宽度b、芯层与蒙皮厚度比t和摩擦系数u这4个因素对蒙皮表面沟槽深度的影响。结果表明,对蒙皮表面沟槽形成影响最大的因素为芯层与蒙皮厚度比t。通过试验研究,提出了一种对蒙皮表面施压背压的方法,可有效避免或控制超塑成形/扩散连接四层结构蒙皮表面沟槽的形成。 展开更多

关键词 钛合金 超塑成形/扩散连接 四层结构 表面沟槽 正交试验 数值模拟

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超塑成形/扩散连接技术的应用与发展现状 被引量：24

11

作者 李志强 郭和平 《航空制造技术》 北大核心 2004年第11期50-52,共3页

超塑成形／扩散连接(SPF／DB)技术对于现代和未来航空航天结构设计和制造有着重要和深远的影响。

关键词 超塑成形 扩散连接 航空航天材料 结构设计 制造技术 钛台金

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基于PAMSTAMP2G的四层超塑成形/扩散连接构件的数值模拟 被引量：5

12

作者 朱丽 张晓巍 王国峰 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第1期82-85,共4页

超塑成形/扩散连接(简称SPF/DB)成形技术是一种高效的整体构件成形技术,是航空航天大型复杂钛合金薄壁结构件制造的主要工艺方法之一。采用板料成形模拟软件PAMSTAMP2G对一种TC4钛合金四层板SPF/DB构件的成形过程进行了数值模拟。根据... 超塑成形/扩散连接(简称SPF/DB)成形技术是一种高效的整体构件成形技术,是航空航天大型复杂钛合金薄壁结构件制造的主要工艺方法之一。采用板料成形模拟软件PAMSTAMP2G对一种TC4钛合金四层板SPF/DB构件的成形过程进行了数值模拟。根据零件的结构特点,设计加载两条优化的压力—时间曲线。分析了SPF/DB成形过程中材料流动规律和壁厚分布情况。通过实际零件的成形实验,测量零件截面12个关键点厚度值,分别与相对应的模拟结果进行了对比。结果显示,变形过程与厚度符合实际分布规律,最大厚度误差为0.148 mm。 展开更多

关键词 TC4钛合金 四层结构 超塑成形/扩散连接 数值模拟

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Ti60/TA15合金四层结构舵面超塑成形/扩散连接技术研究 被引量：11

13

作者 李保永 刘伟 +3 位作者 秦中环 蒋少松 薛杰 李信 《航空制造技术》 2019年第8期76-80,共5页

采用有限元软件对芯板的超塑成形过程进行了分析,获得了壁厚分布规律曲线和气压加载p–t曲线。在温度为920℃时,制得Ti60/TA15四层结构舵面样件,并对舵面进行了壁厚分析。结果显示,最小壁厚为1.24mm,最大壁厚为1.80mm。采用三维扫描对Ti... 采用有限元软件对芯板的超塑成形过程进行了分析,获得了壁厚分布规律曲线和气压加载p–t曲线。在温度为920℃时,制得Ti60/TA15四层结构舵面样件,并对舵面进行了壁厚分析。结果显示,最小壁厚为1.24mm,最大壁厚为1.80mm。采用三维扫描对Ti60/TA15合金四层结构舵面的型面进行分析。结果表明,90%以上型面的公差在±0.2mm以内,整体型面的公差不超过±0.5mm。对扩散连接界面进行了金相分析。得出在温度为920℃时,TA15同种材料之间以及Ti60/TA15异种材料之间的扩散连接界面基本消失,3种扩散连接界面处已经看不出空洞。 展开更多

关键词 TI60 TA15 四层结构 超塑成形/扩散连接 舵面

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镍基合金超塑成形与扩散连接技术研究进展 被引量：3

14

作者 张凯锋 韩文波 王国峰 《塑性工程学报》 CAS CSCD 2004年第1期1-5,共5页

本文对镍基合金超塑成形与扩散连接技术的研究概况及取得的研究成果进行了综述 ,并根据镍基合金在航空航天中的应用情况 ,对镍基合金超塑成形 /扩散连接 (SPF/DB)技术在航空航天工业中的应用进行了探讨与展望。

关键词 超塑成形 扩散连接 镍基合金

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TC4钛合金超塑成形/扩散连接后电子束焊接技术 被引量：8

15

作者 付刚 胡刚 《航空制造技术》 北大核心 2004年第12期72-74,80,共4页

通过分析TC4钛合金超塑成形/扩散连接后的零件特征,设计了合理的电子束焊接试验方法,进行了电子束焊接接头的机械性能和微观组织试验分析,提出了解决焊缝中气孔缺陷的有效措施。

关键词 扩散连接 TC4钛合金 电子束焊接技术 超塑成形 微观组织 气孔缺陷 焊缝 试验分析

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基于CAE的梯度增强刚性结构超塑成形/扩散连接工艺研究 被引量：1

16

作者 王珏 王月林 +3 位作者 张晓巍 何晓健 谢洪志 付和国 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期41-46,共6页

以一种钛合金多层变厚度梯度增强刚性结构为研究对象,采用超塑成形/扩散连接技术进行了整体化结构制备。采用CAE技术对梯度增强刚性结构进行了成形有限元模拟仿真分析,通过有限元仿真结果中零件厚度变化、贴模度、是否产生成形缺陷等指... 以一种钛合金多层变厚度梯度增强刚性结构为研究对象,采用超塑成形/扩散连接技术进行了整体化结构制备。采用CAE技术对梯度增强刚性结构进行了成形有限元模拟仿真分析,通过有限元仿真结果中零件厚度变化、贴模度、是否产生成形缺陷等指标评判结构设计的合理性,对成形质量进行了评估,对结构及成形工艺进行了优化,并对整体化梯度增强刚性结构进行了成形试验验证。结果表明,采用合理的设计结构,可以实现基于超塑成形/扩散连接工艺的梯度增强刚性结构零件制造,零件成形质量良好,厚度分布满足设计和使用需求,成形试验结果与有限元分析结果一致。 展开更多

关键词 超塑成形/扩散连接 梯度增强刚性结构 结构设计 有限元仿真

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含预置板的双层钛合金超塑成形/扩散连接零件缺陷分析及工艺改进 被引量：12

17

作者 韩颖杰 付和国 +2 位作者 王会东 赵天章 金龙 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期41-47,共7页

采用超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺成形了含预置板的TC4钛合金双层结构零件,试验发现成形缺陷主要包括两类:外观缺陷和内部缺陷。外观缺陷包括表面沟槽、表面阶差、表面凹坑和气道塌陷等,内部缺陷包括焊合率低和预置板定位偏移等。通... 采用超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺成形了含预置板的TC4钛合金双层结构零件,试验发现成形缺陷主要包括两类:外观缺陷和内部缺陷。外观缺陷包括表面沟槽、表面阶差、表面凹坑和气道塌陷等,内部缺陷包括焊合率低和预置板定位偏移等。通过对各缺陷的分析和对多层板SPF/DB技术关键点的梳理,深入剖析了缺陷形成的主要原因:止焊剂和毛料等定位偏差、成形模具和气道间隙尺寸偏差、止焊剂涂覆质量不良和表面准备状态不佳等。提出了消除缺陷的工艺措施,包括提升止焊剂涂覆工艺、改善成形模具结构设计、提高模具制造精度和改进定位协调方式等。试验结果证实这些措施能够有效避免各类缺陷的出现,达到零件各项技术指标。 展开更多

关键词 TC4钛合金 超塑成形/扩散连接 缺陷分析 工艺改进

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钛合金超塑成形/扩散连接弹翼结构设计 被引量：2

18

作者 张鹏 廖金华 《航空制造技术》 北大核心 2014年第13期87-90,共4页

钛合金超塑成形/扩散连接弹翼结构是一种新型的弹翼结构形式,本文以某型空空导弹弹翼结构作为实例,对钛合金超塑成形/扩散连接最常见的4层网格结构弹翼进行了力学分析。采用有限元软件,对弹翼成形的板料厚度,纵、横加强梁的分布对弹翼... 钛合金超塑成形/扩散连接弹翼结构是一种新型的弹翼结构形式,本文以某型空空导弹弹翼结构作为实例,对钛合金超塑成形/扩散连接最常见的4层网格结构弹翼进行了力学分析。采用有限元软件,对弹翼成形的板料厚度,纵、横加强梁的分布对弹翼结构的刚度和强度影响规律,以及安装区部位的变形和应力进行了计算和对比,获得了弹翼最优布局方式和不同因素对弹翼变形、应力的影响规律。在满足超塑成形/扩散连接工艺和弹翼重量情况下,缩小网格尺寸,提高纵、横加强梁的数量,有助于减小结构的变形、应力水平。对弹翼颤振分析、结构试验提出了设计要求和实现方法。 展开更多

关键词 超塑成形扩散连接 弹翼 变形 应力

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大型钛合金双层板超塑成形/扩散连接工艺仿真 被引量：1

19

作者 朱丽 迟彩楼 +1 位作者 张晓巍 王国峰 《制造技术与机床》 北大核心 2016年第12期83-87,共5页

选取大型TC4钛合金双层板工件为研究对象,采用超塑成形/扩散连接工艺成形。通过材料基础性能实验获得板料和模具材料在不同温度下的比热容、导热系数和热膨胀系数等;通过成形过程的热力耦合有限元数值模拟,得到板料贴模效果、厚度分布... 选取大型TC4钛合金双层板工件为研究对象,采用超塑成形/扩散连接工艺成形。通过材料基础性能实验获得板料和模具材料在不同温度下的比热容、导热系数和热膨胀系数等;通过成形过程的热力耦合有限元数值模拟,得到板料贴模效果、厚度分布、温度场变化和热收缩后尺寸结果,并进行实验验证。结果表明：成形后工件壁厚分布均匀,成形凹槽部位的板厚减薄率最大达到15%,降温过程中的温度变化和热收缩引起最终的尺寸变化,并明确了模具长度方向的缩放系数应为6‰~7‰,对这种窄长工件的实际生产具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 TC4钛合金 双层 超塑成形/扩散连接 基础性能 数值模拟

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超塑成形/扩散连接热环境对Ti-6Al-4V合金疲劳性能的影响

20

作者 韩坤 李志强 +2 位作者 韩秀全 邵杰 韩晓宁 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期45-50,共6页

采用光学显微镜研究了Ti-6Al-4V合金经超塑成形/扩散连接(SPF/DB)热影响后的微观组织演变,在室温和空气条件下进行了旋转弯曲疲劳试验,并采用扫描电子显微镜对试样断口形貌进行了观察.结果表明:Ti-6Al-4V合金经历SPF/DB热工艺后,初始的... 采用光学显微镜研究了Ti-6Al-4V合金经超塑成形/扩散连接(SPF/DB)热影响后的微观组织演变,在室温和空气条件下进行了旋转弯曲疲劳试验,并采用扫描电子显微镜对试样断口形貌进行了观察.结果表明:Ti-6Al-4V合金经历SPF/DB热工艺后,初始的双态组织转变为了等轴组织;强度有所降低,塑性略有提高,而旋转弯曲疲劳极限从420 MPa降低至405 MPa,在相同应力条件下(σ=431 MPa),SPF/DB后试样的疲劳寿命从107量级降低至106量级;疲劳断口源区附近的放射线增粗且变的不连贯,疲劳裂纹扩展区的疲劳条带间距增大,裂纹扩展速率提高.这主要是由于SPF/DB热环境使Ti-6Al-4V合金片层α数量显著减少,降低了晶界总体长度,减弱了α相晶界对疲劳小裂纹扩展的阻碍作用. 展开更多

关键词 超塑成形 扩散连接 热环境 TI-6AL-4V 钛合金 旋转弯曲疲劳

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