大尺寸钛合金薄壁半球贮箱壳体冲压辅助超塑成形工艺研究

摘要

针对大尺寸钛合金薄壁半球贮箱壳体变壁厚的特点和高性能的要求，采用冲压辅助超塑成形法进行壁厚优化和性能控制，以改善普通超塑成形工艺壁厚分布差异大、正反向超塑成形高温时间长性能损失多的问题。结合MSC. Marc有限元数值模拟软件，计算模拟出冲压辅助超塑成形过程，并对成形后半球进行壁厚分布预测。以数值模拟为指导进行实际工程化成形试验，并对成形后的半球进行尺寸检测、力学性能测试、SEM组织检测和EBSD分析。结果表明，成形后半球壁厚分布与数值模拟高度吻合，在提高了成形效率的同时，组织和力学性能也得到优化。与普通单向超塑成形和正反向超塑成形的模拟结果进行对比，冲压辅助超塑成形在显著改善壁厚分布的同时，大幅减少了高温下的成形时间。

关键词

钛合金贮箱 / 数值模拟 / 超塑成形 / 显微组织