由于钛合金超塑成形(SPF)及超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术能够成形出形状复杂的整体结构零件,在减轻飞行器结构重量、降低成本方面显示了极大的优越性,因而深受各国航空航天工业的高度重视。随着航空航天器的高速及大型化要求,SPF/DB技术已成为世界航空航天制造业关键技术之一,其在实际生产中的应用更已成为研究热点。本文采用航空航天中应用广泛的TC4钛合金(Ti-6Al-4V)材料,对典型结构件的SPF/DB工艺进行如下研究:1.根据金属超塑成形原理和扩散连接理论,对TC4钛合金的成形性能和金属原子的扩散行为进行了分析。在相关理论的基础上,结合有限元分析软件MARC对单层板加强结构和两层板盒形件结构的超塑成形过程进行模拟,对构件的形状和尺寸进行了预测,获得了最佳应变速率下加载的压力-时间曲线,为试验的进行提供了理论的参考依据。2.在有限元模拟的基础上,设计相应的试验模具,并对TC4钛合金的超塑成形工艺进行了大量的试验研究,得出合适的温度、压力、成形时间等超塑成形工艺参数。3.对TC4钛合金的超塑成形/扩散连接工艺进行试验研究,并对成形构件的微观组织进行分析,得出合适的扩散连接工艺参数。通过以上研究得出了如下结果:1.在本试验条件下,SPF的合适工艺参数为:温度920℃,最大进气压力为1.5MPa,成形时间为40min。2.在本试验条件下,DB的合适工艺参数为:真空度高于10-2Pa,温度920℃,加载压力3.0MPa,保温时间为90min。3.在本试验条件下,SPF/DB后TC4钛合金的晶粒长大比较明显。最后,对SPF/DB工艺存在问题进行了分析,并对一些方法提出了自己的设想。