郭 靖，詹 梅，杨 合

（西北工业大学材料学院 凝固技术国家重点实验室，陕西西安710072）



钛合金筒形件轧-旋成形研究进展

郭 靖，詹 梅，杨 合

（西北工业大学材料学院 凝固技术国家重点实验室，陕西西安710072）

摘 要：钛合金筒形件具有轻质、高强、耐腐蚀等优点，在航空、航天和兵器领域有着广泛的应用与需求。针对目前的钛合金筒形件成形制造工艺难以满足大直径薄壁长筒形件的高效、低成本制造要求，提出了一种环轧-旋压（轧-旋）成形工艺制造钛合金筒形件的方法。在轧-旋成形工艺中，坯料历经环轧线接触与旋压点接触下的连续局部加载增量成形和显著的不均匀变形，其变形过程复杂，微观组织不均匀，容易发生破裂，影响筒形件的成形质量。为此，基于两相钛合金自洽模型和Oyane韧性准则，建立了耦合损伤的轧-旋宏微观仿真模型，研究了TA15钛合金筒形件轧-旋过程中的宏观变形行为、微观组织和损伤破裂演化规律。发现工件经轧-旋成形后，外层应变较大，中间层和内层基本相同；工件温度沿壁厚由内到外逐渐降低；α晶粒尺寸外层最小，内层和中间层相差不大；α相体积分数沿壁厚由内到外逐渐降低；工件内表面在环轧后的旋压过程中，由于正应力三轴度以及高应变速率的共同作用，最易发生破裂。

关键词：钛合金；环轧-旋压；有限元；微观组织演化；损伤演化

第一作者：郭 靖，男，1990年生，博士研究生

1 前 言

钛合金以其密度小、耐高温、耐腐蚀等诸多优异的特性，已成为航空、航天和兵器领域不可缺少的结构材料［1-5］。……