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作为镍基合金中应用最广泛的合金之一,GH4169高温合金是一种通过γ"(Ni3Nb)和γ′(Ni3(Al,Ti))的弥散分布来强化基体γ的Ni基合金,在高温条件下具有良好的耐疲劳、抗蠕变、抗氧化等优异的综合性能。高温合金多层板结构具有高强度、高刚度、轻量化结构的特点,在航空航天耐热和防热上具有广泛的应用前景。高温合金扩散连接较难且强度不高,故而采用激光连接+超塑成形组合技术制造GH4169合金三层板结构件。激光焊接具有能量密度高、焊接质量高、热影响区和变形区都很小、可焊接不同材料的组合等优点,在加工多层结构件时具有自己独特的优势。本文主要通过分析GH4169合金板的超塑成形及成形前后的微观组织,研究GH4169合金三层板结构件制造工艺,并分析该结构件的微观组织和力学性能,最后通过数值模拟进行辅助分析。本文进行了GH4169合金三层板结构件的超塑气胀成形。在成形前,经过大量的焊接试验摸索,试验得到了合理焊接参数。三层板焊接工艺参数为:频率32Hz,峰值功率4500W,脉宽3ms,焊速180mm/min。通过对试验与文献的总结,得到超塑成形工艺参数。超塑成形工艺参数为:温度Tf =960℃,压力Pf =4.2MPa,时间tf =130min。本文又分析了结构件成形后的厚度、组织变化和力学性能。结构件外观形状良好,壁厚分布均匀;焊缝和母材的组织发生改变;焊缝的力学性能提高,母材的抗拉强度和屈服强度有所提高,塑性有所下降。试验结果说明激光束焊接+超塑成形(LBW+SPF)组合技术是一种有效成形GH4169高温合金多层结构的方法。本文进行了对载荷响应测试试件的压缩和弯曲试验,研究了三层板结构的力学性能。并使用结构力学进行分析,找到影响三层板结构力学性能的几个参数。最后通过数值模拟的手段,对三层板结构的压缩和弯曲变形过程进行了分析。通过研究压缩和弯曲变形过程的应力场分布、塑性应变场分布,更加深入的了解了多层板结构的性能和特点。