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22 中国航空制造技术研究院
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2011年 第54卷 16期
刊出日期：2011-08-15
封面文章
专稿
人物
新视点
学术论文
超塑成形/连接技术
虚拟仿真
 
       专稿
28 高温钛合金BTI-62421S激光焊接及超塑应用工艺研究
王志敏，姚为，史科
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.019
采用激光焊工艺能很好地保证钛合金超塑成形时的气密性要求，表明超塑成形结合焊接技术能够一次成形出多层中空结构零件，在型号产品上应用具有很大应用前景。
2011 Vol. 54 (16): 28-31 [摘要] ( 53 ) HTMLNew PDF (2461 KB)  ( 269 )
       人物
32 张弘  中航工业首席技术专家
良辰
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.014
张弘，中航工业首席技术专家。研究员级高级工程师，享受政府特殊津贴。1984 年毕业于南京理工大学，现任中航工业洪都副总经理、总工程师、L15 高级教练机总设计师。
2011 Vol. 54 (16): 32-33 [摘要] ( 89 ) HTMLNew PDF (1215 KB)  ( 138 )
       封面文章
34 精益制造和飞机移动式装配线
陈绍文，王舸，孙珞珈
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.020
基于精益思想的飞机移动式装配线已成为飞机生产新模式，世界各大航空制造企业竞相采用。飞机移动式装配线既是长期精益实践的成果，又对整个航空制造供应链起着积极的推动作用。适时地启动飞机移动装配技术研究，在航空制造中深入推行精益生产的理念、方法和文化是中国飞机制造向世界水平迈进的必由之路。
2011 Vol. 54 (16): 34-37 [摘要] ( 70 ) HTMLNew PDF (2893 KB)  ( 414 )
       新视点
40 钛合金薄壁舱段热普旋过程凸缘失稳现象研究
吕昕宇，雷鹍，许沂
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.021
旋压道次与轨迹及排布决定 TC4 钛合金热普旋零件的成形精度。道次多、旋压时间长，整个热旋系统的膨胀会较难控制，道次少，变形量大易引起不均匀变形导致零件失稳，因此优化 TC4 钛合金热普旋的道次与轨迹尤为重要。
2011 Vol. 54 (16): 40-42 [摘要] ( 49 ) HTMLNew PDF (2008 KB)  ( 156 )
43 钛合金整体叶盘线性摩擦焊技术综述
姚希珍，胡泽
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.001
采用线性摩擦焊加工整体叶盘可以节约大量的贵重合金，可以对损坏的单个叶片进行修理；还可以将 2 种不同材料焊接在一起，这样可以根据叶片、轮盘的工作条件选用不同的材料，使转子结构的重量进一步降低。
2011 Vol. 54 (16): 43-47 [摘要] ( 63 ) HTMLNew PDF (2451 KB)  ( 552 )
       超塑成形/连接技术
50 钛合金层合梁SPF/DB制造工艺研究
李晓华，韩秀全，邵杰，张军
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.022
钛合金层合结构因具有较高的损伤容限而受到重视，并成为超塑成形 / 扩散连接技术应用的一个新方向。通过采用先超塑成形再进行热等静压扩散连接成为整体构件的 SPF/DB 组合工艺方法，可以实现钛合金层合结构波纹工字梁的制造，其外形尺寸、微观组织和性能等基本能满足设计使用要求，但其工艺参数仍有待通过深入研究进一步优化。
2011 Vol. 54 (16): 50-53 [摘要] ( 57 ) HTMLNew PDF (2316 KB)  ( 200 )
54 TC4 钛合金贮箱半球超塑成形模具型面设计
雷海龙，张荣霞，张军
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.023
合理布置成形后半球毛坯的壁厚加工余量，并计算超塑成形模具型面的名义加工尺寸。通过分析半球在超塑成形过程中材料变形机理，设计反向预成形模具型面，达到均匀半球毛坯壁厚的目的，使其满足后续加工尺寸的要求。
2011 Vol. 54 (16): 54-56/59 [摘要] ( 55 ) HTMLNew PDF (2011 KB)  ( 138 )
57 TC2 钛合金异型件热成形工艺研究
张涛，李琦，何露，陈静
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.024
针对 TC2 钛合金异型零件的成形难题，设计了沿型面压边结构和中心顶出结构的 2 种成形工装，采用在不同温度下热成形的工艺方法。最后得出此种异型零件的适宜成形温度及成形工装结构。
2011 Vol. 54 (16): 57-59 [摘要] ( 70 ) HTMLNew PDF (1727 KB)  ( 443 )
60 钛合金叠形波纹管的设计和制造
王斌，许沂，雷鹍
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.018
用有限元分析软件对叠形波纹管进行了结构设计，采用扩散连接方法和应力松弛技术制备了TA15 钛合金叠形波纹管结构件。对高温扩散焊接叠形波纹管扩散连接界面微观组织、母材的晶粒度、材料的性能损失、气密性、刚度进行了分析和测试。结果表明采用扩散连接技术制备的叠形波纹管焊接接头良好，满足气密性、强度、刚度和疲劳性能要求。
2011 Vol. 54 (16): 60-62/65 [摘要] ( 55 ) HTMLNew PDF (2589 KB)  ( 257 )
63 钛合金热成形和超塑成形金属平台材料选型和制备
骆合力，李尚平，曹栩，张喜娥
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.025
介绍了钛合金热成形和超塑成形用金属平台的材料选型和制备工艺研究情况，研究认为，选择高温合金替代目前国外采用的耐热钢材料优势非常明显；钢铁研究总院自主开发的热成形金属平台制备工艺比国外相关技术更加先进，制备的 K403 高温合金热成形平台服役表现良好，具备了生产钛合金热成形和超塑成形金属平台的能力。
2011 Vol. 54 (16): 63-65 [摘要] ( 62 ) HTMLNew PDF (1427 KB)  ( 187 )
66 置氢 TC4 钛合金扩散连接
张蕾，侯金保，李京龙，张赋升
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.026
进行了置氢 TC4 钛合金的真空扩散连接及接头力学性能测试，利用光学金相（OM）、扫描电镜（SEM）分析手段研究了连接工艺参数对界面孔洞弥合的影响以及拉伸断口特点。结果表明：氢元素能够显著提高扩散连接界面孔洞弥合率；随着连接温度的升高、连接时间的延长以及连接压力的增大，界面孔洞逐渐减少；合适的置氢扩散连接工艺参数为：焊接温度 775℃，保温时间 60min，焊接压力 4MPa，置氢质量分数 0.4% ；接头室温拉伸强度达 1017MPa，为等条件下母材强度的96%，断口兼具韧窝及撕裂棱特征。
2011 Vol. 54 (16): 66-68 [摘要] ( 61 ) HTMLNew PDF (2402 KB)  ( 248 )
69 错位散斑技术在钛合金 SPF/DB 结构检测中的应用初探
赵林博，雷鹍，宋鹏，许沂，刘新芹
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.002
分析了钛合金 SPF/DB 结构缺陷及形成原因，介绍了错位散斑技术的基本原理，通过采用错位散斑技术对钛合金 SPF/DB 结构进行检测试验，能够发现明显的缺陷特征，从检测敏感度、效率等方面与 X 射线、超声 C 进行对比，结果表明，错位散斑技术能够应用于钛合金 SPF/DB 的结构检测，但仍需在检测精度、可靠性等方面进行深入研究。
2011 Vol. 54 (16): 69-71 [摘要] ( 60 ) HTMLNew PDF (2437 KB)  ( 176 )
       虚拟仿真
86 CP3 薄壁焊管数控弯曲成形有限元分析
李毅，詹梅，王建光，任宁，杨合
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.004
根据焊接管材的特点，通过母材试样和包含焊缝及焊缝热影响区的混合试样的单向拉伸试验以及混合试样横截面的显微硬度测试，基于拉伸过程的等应变假设和混合法则，得到了 CP3 焊管母材、焊缝以及焊缝热影响区的材料拉伸应力应变关系。进而建立了薄壁 CP3 钛管数控弯曲有限元模型，分析了弯曲参数对焊管弯曲结果的影响，比较了均质管模型和焊管模型下，3 个弯曲横截面上的壁厚分布，得到了焊缝对焊管弯曲的影响规律。
2011 Vol. 54 (16): 86-89/93 [摘要] ( 59 ) HTMLNew PDF (2396 KB)  ( 181 )
90 钛合金导管内径滚压连接数值模拟与试验研究
张荣霞，吴为，曾元松，郭敏骁，邱明星
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.030
利用有限元方法，对钛合金导管内径滚压连接成形进行数值模拟，通过对导管、管套卸载前后的回弹分析，以及材料流动规律分析，掌握内径滚压连接成形机理；通过试验研究，获得导管材料和管套结构对滚压连接成形的影响规律；并通过耐压试验对不同材料导管连接件的密封性能进行了验证。
2011 Vol. 54 (16): 90-93 [摘要] ( 46 ) HTMLNew PDF (2056 KB)  ( 180 )
94 TA15 钛合金焊接温度场的仿真模拟分析
苏杭，常荣辉，倪家强，杨磊
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.005
薄板钛合金结构在焊接生产中得到了广泛的应用。焊接过程的传热问题十分复杂，焊接过程中的温度分布对于焊接变形有着重要的作用。针对平板TA15 钛合金对接接头，对焊接温度场进行了仿真模拟计算，得出了焊接热循环曲线，并进行了试验验证。经过测量比对，焊接热循环曲线变化趋势与模拟所得结果大体一致，说明了模拟计算的正确性。
2011 Vol. 54 (16): 94-95 [摘要] ( 62 ) HTMLNew PDF (1339 KB)  ( 217 )
       学术论文
96 变形机理图的研究进展及发展趋势
周舸，曹富荣，丁桦
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.006
变形机理图又称为塑性变形的相图，它对材料变形过程的预报对于材料成形科学基础研究具有重要的意义。文中分别对 Ashby、Langdon-Mohamed、Ruano-Wadsworth-Sherby、含位错数量的 R-W-S 变形机理图的构建方法、使用条件及特点进行了介绍。为变形机理图在实际生产中的应用提供了理论基础。
2011 Vol. 54 (16): 96-100/104 [摘要] ( 63 ) HTMLNew PDF (2903 KB)  ( 155 )
101 TC11 电子束焊接接头组织分析
姚罡，李晋炜，张庆云，陆业航
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.007
以 20mm 厚 TC11 电子束焊接试样为研究对象，进行金相分析和显微硬度测试。对 20mm 板厚TC11 钛合金电子束焊接接头组织及显微硬度进行了分析研究。比较分析了接头的焊缝、热影响区及各过渡界面的组织状态，并对不同组织的形成机理进行了阐释。
2011 Vol. 54 (16): 101-104 [摘要] ( 51 ) HTMLNew PDF (3069 KB)  ( 120 )
105 TA15 钛合金电子束焊平行焊缝形貌及显微组织研究
张庆云，李晋炜，陆业航，李众城
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.008
对 TA15 钛合金厚板电子束焊接均匀焊缝即熔合线近似平行的焊缝的电子束焊接工艺进行了研究，获得了一系列均匀焊缝的焊接工艺方法。选用加速电压为 140kV、焊接速度 600mm/min，聚焦电流 318mA和 338mA，电子束流 43mA 和 50mA 的工艺条件获得了 2 种形状的焊缝。研究结果表明，电流越大，焊缝显微组织越粗大，热影响区越宽，接头显微硬度曲线也越平滑。
2011 Vol. 54 (16): 105-106/110 [摘要] ( 50 ) HTMLNew PDF (2073 KB)  ( 170 )
107 Ti6Al4V 合金冷拔过程变形机制研究
陈国清，薛超，张久文，周文龙，郭昭君，钟功诚
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.009
研究了钛合金经冷拉后的变形组织和性能，金相、透镜观察表明，位错滑移是钛合金室温下塑性变形的主导机制。钛合金经过冷拉拔后的组织性能变化可分为 3 个阶段：第一阶段为快速硬化阶段，以大晶粒的变形为主，位错缠结形成；第二阶段其抗拉强度值增加趋于平缓，近乎于一个平台，部分小晶粒也开始参与变形，位错带形成；第三阶段为应变量大于 0.60 后，又出现快速硬化阶段，所有晶粒参与变形，低角度几何必须晶界向高角度晶界转变，导致晶粒细化。 
2011 Vol. 54 (16): 107-110 [摘要] ( 72 ) HTMLNew PDF (1962 KB)  ( 255 )
111 TC4-DT 合金电子束焊接接头低周疲劳性能研究
唐振云，毛智勇，李晋炜，马英杰
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.010
通过对 TC4 - DT 钛合金母材、电子束焊接接头显微组织的分析及焊接接头不同位置疲劳性能的测试，研究了焊接接头显微组织特点，比较了母材与焊接接头不同位置处的低周疲劳性能，讨论了不同应变水平下接头的断口形貌。结果表明，当疲劳应变幅 Δε t /2小于 0.6% 时，TC4 - DT 钛合金母材与接头的疲劳寿命2N f 基本相同，当疲劳应变幅 Δε t /2 大于 0.6% 时，随着塑性变形应变幅的增大，母材与焊接板材上、下层处的2N f 差异逐渐明显，其中母材处的 2Nf 最高，焊接板材上层处的 2N f 最低。
2011 Vol. 54 (16): 111-115/118 [摘要] ( 60 ) HTMLNew PDF (4016 KB)  ( 191 )
       封面文章
116 钛合金表面缺陷的激光熔覆修复研究
于新年，孙福权，刘新宇，李新东，刘冰
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.031
采用激光熔覆方法对钛合金试样表面缺陷进行修复，对修复结果进行反复测试，并与氩弧焊修复进行对比试验。试验结果表明，激光熔覆可实现对钛合金表面缺陷的有效修复，且各方面性能远高于氩弧焊修复。
2011 Vol. 54 (16): 116-118 [摘要] ( 42 ) HTMLNew PDF (1878 KB)  ( 384 )
       学术论文
119 TA1/Q235 循环累积变形复合界面研究
李红，侯红亮，王晓亮，任学平
借助扫描电镜、X 射线衍射仪等手段，对循环累积变形复合后的 Ti/Q235 复合试样的界面生成物和界面形貌进行分析。结果表明：两母材元素在界面反应生成 TiC 和 Fe2Ti 化合物；TA1/Q235 复合前去除氧化膜后在待结合面上制造一层脆性覆膜，有利于形成冶金结合。
 
2011 Vol. 54 (16): 119-121/125 [摘要] ( 42 ) HTMLNew PDF (2773 KB)  ( 154 )
122 纤维 C 涂层对 SiC f /Ti6Al4V 界面及拉伸性能的影响
廖金华，赵冰，侯红亮，姜波，高志勇
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.032
通过对 SiC 纤维增强 Ti6Al4V 复合材料的拉伸试件断口与界面观察，研究了 SiC 纤维 C 涂层对基体与纤维元素扩散、界面反应层厚度与成分、拉伸断口的影响。结果表明，与纤维无 C 涂层的 SiC f /Ti6Al4V相比较，有纤维 C 涂层的 SiC f /Ti6Al4V 界面结合强度较弱、反应层厚度较厚，涂层能有效防止纤维性能在复合过程中下降，提高了复合材料拉伸强度。
 
2011 Vol. 54 (16): 122-125 [摘要] ( 48 ) HTMLNew PDF (2609 KB)  ( 154 )
126 Ti6Al4V 钛合金 LBW/SPF/DB 夹层结构微观组织研究
盖鹏涛，吴为，王飞，涂刚
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2011.16.033
采用激光焊接 / 超塑成形 / 扩散连接（LBW/SPF/DB）组合工艺制作 Ti6Al4V 钛合金夹层结构试验件，分析超塑成形 / 扩散连接前后激光焊接区域及母材显微组织的变化。结果表明：超塑性变形过程中，β 晶粒取向逐渐向拉伸方向转变，内部细小的片层状组织能使焊缝强硬度降低、塑性增加，从而能够承受拉伸过程中的弯曲、拉伸应力的联合作用。超塑成形后Ti6Al4V 钛合金母材晶粒仍保持等轴状，其晶粒尺寸明显增大，焊缝中心区针状 α 相变大、变粗，焊缝中心两侧区域为粗大的魏氏组织，在热影响区内的针状马氏体α′相，形成与初生 α 相形态相似的短小 α 条。
2011 Vol. 54 (16): 126-129 [摘要] ( 58 ) HTMLNew PDF (2337 KB)  ( 135 )
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