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随着飞行器速度不断提高,对于钛合金的高温性能提出了更高的要求。目前各国研发的高温钛合金主要有Ti-1100、BT18、Ti60、IMI829等,其使用温度在550～650℃之间。国内新近研发的近α型钛合金Ti750其短时使用温度可达750℃,可以用在马赫数飞行器中。钛合金冷成形困难,但它是一种良好的超塑性材料,有的钛合金的延伸率可达到1000%以上。材料在超塑状态下具有成形性能好、流动应力小的特点,可以生产制造形状复杂的零件,所以钛合金的超塑成形得到了广泛的应用。本文以Ti750合金筒形零件超塑成形为背景,对其超塑性能、成形工艺及微观组织演变进行了研究。通过Ti750合金高温拉伸试验,得到了最佳超塑成形温度区间及应变速率敏感性指数m等关键参数。进行了Ti750合金筒形零件超塑成形过程的有限元模拟,根据模拟结果优化了超塑成形工艺参数,并在此条件下实现了Ti750合金筒形零件的超塑成形,最后分析讨论了Ti750合金在热处理过程中的组织演变规律。对Ti750合金进行了高温拉伸,Ti750合金板材拉伸性能方向性并不明显,在930～960℃条件下延伸率在200～240%之间,在940℃下材料的应变速率敏感性指数m为0.3,可见该材料超塑性能指标不很高。在超塑变形情况下,材料的屈服强度小于50MPa。使用MARC软件对Ti750合金筒形件的胀形过程进行了有限元模拟。结果显示,超塑成形筒形零件壁厚分布不均匀,局部减薄严重。讨论了应变速率对成形力及成形时间的影响,将目标应变速率定为5×10-4s-1,且减小摩擦可以提高成形后零件厚度均匀性。测定了变形材料和模具的热膨胀系数,据此对成形模具的尺寸进行修正。在940℃温度最大气力为2MPa下采用分瓣模具超塑成形出筒形件。超塑变形以后,材料断裂韧性下降,合金的网篮组织被破坏。对Ti750合金的组织演变进行了研究,通过对合金在不同温度下淬火组织的观察,得到合金高温下组织的演变情况,Ti750合金相变温度为1000℃,在相变点温度以上淬火可以得到针状马氏体组织,缓冷则得到规则网篮组织。Ti750合金的热处理温度应在1000℃以下,当合金加热超过1000℃组织迅速长大,会给合金的性能带来不利影响。