钛合金宽弦空心风扇叶片高温弯扭成形及性能调控研究

作者：陈明和; 冯瑞; 王宁; 史文祥; 谢兰生; 马广璐; 徐彦强; 梅寒

来源：航空制造技术, 2022, 65(17): 65-73.

DOI：10.16080/j.issn1671-833x.2022.17.065

• TC4钛合金
• 热变形
• 本构模型
• 空心风扇叶片
• 弯扭成形
• 数值模拟

利用UTM 5504X电子万能试验机对TC4钛合金在变形温度650～850℃和应变速率10–3～1 s–1条件下进行高温拉伸试验,研究了TC4钛合金热变形行为,建立了修正的Misiolek硬化方程,可以准确预测该材料在不同变形条件下的流动应力。同时构建TC4钛合金空心叶片的高温弯扭成形有限元模型,结合有限元仿真研究结果确定空心风扇叶片弯扭成形的最佳工艺参数为扭转成形温度750℃、扭转成形截面550 mm和扭转角速度1.938°/min。结合微观组织试验观察发现,高温变形条件下α相含量减少,β相含量持续升高,材料具备较高的延伸率和塑性成形性能。最终通过弯扭成形制备的空心叶片的叶身整体过渡圆滑、无表面缺陷,成形质量良好,研究结果可为TC4钛合金宽弦空心风扇叶片批量化制造生产提供指导性意见。

• 单位
  沈阳黎明航空发动机有限责任公司; 南京航空航天大学