TC4合金是一种中等强度的α+β型两相钛合金，，，，，，具有优异的综合性能，，，，，，是制备航空发念头进气和电扇机匣的首选质料。。。。。。。。该类型机匣外径尺寸较大，，，，，，且壁厚较薄，，，，，，常在加工和服役历程中泛起变形情形，，，，，，严重时甚至导致零件报废。。。。。。。。与外洋成形手艺相比，，，，，，海内环件质料使用率普遍较低。。。。。。。。

针对以上情形，，，，，，设计异形截面环件，，，，，，接纳径轴双向复合轧制，，，，，，开发薄壁环件胀形工艺，，，，，，实现了异形截面环件准确成形，，，，，，并提高了环件轧制历程变形匀称性和质料使用率，，，，，，同时调控内部应力漫衍。。。。。。。。效果批注，，，，，，接纳本次设计的工艺生产的锻件显微组织、各项力学性能指标知足手艺标准要求。。。。。。。。

TC4合金含有6%α稳固元素Al和4%β稳固元素V，，，，，，兼具了α钛合金和β钛合金部分优点，，，，，，综合性能优异，，，，，，且具有优异的加工性能，，，，，，在航空和航天工业中获得了普遍应用，，，，，，现在是制作航空发念头进气和电扇机匣的首选质料。。。。。。。。

TC4合金进气和电扇机匣外径通常凌驾1000mm，，，，，，高度约300mm，，，，，，且壁厚较薄，，，，，，在后续零件加工历程中，，，，，，变形问题突出。。。。。。。。与外洋环件准确辗轧手艺相比，，，，，，外洋环轧机已经实现数字化控制，，，，，，径轴双向复合轧制手艺已经应用成熟，，，，，，环件尺寸精度抵达了环件外径的1‰。。。。。。。。海内仍然接纳古板的单向辗轧工艺，，，，，，精度较低，，，，，，质料使用率不高。。。。。。。。

本文以TC4合金机匣为研究工具，，，，，，举行精化加工余量设计，，，，，，镌汰后续机械加工余量，，，，，，阻止大余量加工。。。。。。。。？？？？？？⒕吨崴蚋春显制手艺和胀形工艺，，，，，，提高环件尺寸精度，，，，，，同时调控内部应力漫衍，，，，，，降低后续变形危害。。。。。。。。

试验计划

本文以TC4合金机匣环件为研究工具，，，，，，对环件举行优化设计，，，，，，镌汰环件单边设计余量，，，，，，降低后续加工本钱。。。。。。。。团结数值模拟手艺，，，，，，对辗轧历程举行仿真，，，，，，设计最佳的中心环坯。。。。。。。。？？？？？？⒄托喂ひ，，，，，，调控环件内部应力漫衍，，，，，，并进一步提高环件尺寸精度，，，，，，实现异形截面环件准确成形。。。。。。。。

试验质料的选用

本次试验接纳φ300mm规格的TC4棒材，，，，，，凭证原质料手艺标准举行化学因素、显微组织和力学性能检测，，，，，，其显微组织见图1，，，，，，化学因素见表1，，，，，，棒材力学性能见表2。。。。。。。。

表1棒材化学因素

表2棒材力学性能

工艺计划的制订

⑴优化锻件结构

本次以TC4合金机匣为研究工具，，，，，，凭证环件最终交付形状、结构和成形特点，，，，，，对原有的环件举行优化设计，，，，，，优化前后环件截面临比见图2。。。。。。。。

通过比照优化前后环件截面可以发明，，，，，，优化后的内外环面的加工余量由8mm镌汰为5mm，，，，，，在高度偏向，，，，，，加工余量略有增添。。。。。。。。在形状设计方面，，，，，，增添了下端外环面直壁段的高度，，，，，，有利于提高辗轧历程的稳固性和尺寸丈量精度。。。。。。。。总体而言，，，，，，环件重量镌汰显着，，，，，，节约了原质料本钱。。。。。。。。同时大宗镌汰后期的加工工时，，，，，，其综合经济性较好。。。。。。。。

⑵辗轧数值模拟

团结数值模拟手艺对辗轧成形历程举行仿真，，，，，，经由迭代模拟盘算，，，，，，最终确定环坯尺寸为φ770mm×φ660mm×280mm，，，，，，并选取9个典范位置作为点追踪，，，，，，其相对位置示意图如图3所示，，，，，，辗轧成形后环件的等效应变场和温度场漫衍云图划分见图4和图5。。。。。。。。

从图4环件辗轧竣事时整体应变漫衍可以看出，，，，，，最小应变泛起在环件下端底部，，，，，，应变值漫衍在0.57~0.67之间，，，，，，最大应变泛起在环件上端内环面的局部小区域，，，，，，应变值漫衍在1.87~2.33之间。。。。。。。。轧制竣事时，，，，，，环件整体的等效应变漫衍沿轴向，，，，，，上端应变最大，，，，，，越靠近下端面，，，，，，应变越小。。。。。。。。列位置点追踪数据显示环件最小变形区域等效应变均在0.5以上，，，，，，批注环件下端变形量充分。。。。。。。；；；；；；；芳轧制竣事时，，，，，，整体等效应变漫衍大致在0.57~2.33，，，，，，各区域变形相对匀称，，，，，，不保存小变形区，，，，，，填充情形优异。。。。。。。。

从图5环件辗轧竣事时温度漫衍云图可以看出，，，，，，在整个轧制历程中，，，，，，环件的温度呈整体匀称下降的趋势。。。。。。。。轧制竣事时，，，，，，环件整体温度泛起出内高外低的漫衍，，，，，，最低温度泛起在环件下端与垫板接触区域，，，，，，在824~846℃之间，，，，，，最高温度泛起在环件心部区域，，，，，，最高温度为961℃。。。。。。。。这关于TC4合金而言，，，，，，环件各区域整体温度漫衍相对匀称，，，，，，且有优异的终锻温度。。。。。。。。

⑶胀形数值模拟

环件辗轧竣事后举行胀形工艺设计，，，，，，接纳1火次加热，，，，，，多道次胀形成形计划。。。。。。。。使用液压胀形机举行多道次胀形，，，，，，胀形温度在800~900℃，，，，，，环件胀形的几何模子如图6所示。。。。。。。。

团结有限元数值模拟手艺对胀形历程举行仿真，，，，，，胀形竣事时，，，，，，环件的等效应变漫衍云图和应力漫衍云图划分见图7和图8。。。。。。。。

从图7中可以看出，，，，，，环件整体等效应变漫衍在0.04~0.05之间，，，，，，进入塑性变形状态，，，，，，且整个环件应变漫衍十分匀称。。。。。。。。从应力漫衍也可以看出，，，，，，环件整体的应力在60~63MPa，，，，，，降低了后续因内部剩余应力不均而导致变形的危害，，，，，，同时将环件的尺寸精度提高到环件外径的2‰，，，，，，进一步提高质料使用率，，，，，，经济效益十明确显。。。。。。。。

试验效果

显微组织

凭证手艺要求，，，，，，在环件上、中、下部位举行取样检测显微组织，，，，，，各部位显微组织见图9。。。。。。。；；；；；；；芳各区域初生α相含量在35%~45%之间，，，，，，次生片层α相细小，，，，，，这关于提高环件的综合性能是十分有利的。。。。。。。。

力学性能

凭证手艺要求在上、中、下区域取样检测，，，，，，举行室温拉伸、高温拉伸、长期力学性能测试。。。。。。。。锻件室温拉伸、400℃高温拉伸和长期检测效果见表3，，，，，，从表3中可以看出，，，，，，室温拉伸抗拉强度平均值为1051MPa，，，，，，高温拉伸的抗拉强度平均值为701MPa，，，，，，其余各项指标知足手艺标准要求，，，，，，且有较大的富余度。。。。。。。。各区域的长期性能均在200h以上。。。。。。。。

在环件中部举行取样测试室温攻击、300℃、450℃拉伸、400℃×100h热稳固性能，，，，，，检测效果见表4。。。。。。。。从表4检测效果可以看出，，，，，，环件各项性能数据未见异常，，，，，，与同类型产品性能相当。。。。。。。。

表3环件力学性能测试效果

表4环件力学性能检测效果

竣事语

本次试验选取TC4合金机匣环件作为研究工具，，，，，，对环件结构举行精化设计，，，，，，并设计中心环坯，，，，，，提高环件轧制历程变形的匀称性。。。。。。。。并团结有限元数值模拟手艺，，，，，，对环件辗轧、胀形历程举行仿真。。。。。。。。成形后环件各部位变形匀称，，，，，，具有优异的终锻温度。。。。。。。。凭证手艺要求，，，，，，对环件各部位举行显微组织和力学性能测试，，，，，，效果批注：

⑴通过精化环件设计余量，，，，，，镌汰环件重量，，，，，，同时降低后续的机械加工工时，，，，，，降低机械加工本钱。。。。。。。。接纳1火次加热，，，，，，多道次胀形工艺，，，，，，调控环件内部应力，，，，，，使其抵达匀称漫衍，，，，，，降低后续加工和服役变形危害，，，，，，同时经由胀形，，，，，，环件尺寸精度抵达环件外径的2‰，，，，，，进一步提高环件尺寸精度。。。。。。。。

⑵团结有限元数值模拟手艺，，，，，，对环件辗轧和胀形历程举行仿真，，，，，，从变形竣事时温度场和应变场可以看出，，，，，，各部位变形相对匀称，，，，，，不保存小变形区域，，，，，，各截面填充优异；；；；；；；变形竣事时，，，，，，环件各区域温度在824~961℃之间，，，，，，环件终锻温度十分理想。。。。。。。。

⑶经由理化测试，，，，，，试制环件的显微组织、力学性能均知足手艺要求，，，，，，且都有一定富余度。。。。。。。。

（注，，，，，，原文问题：薄壁TC4合金环件准确成形工艺设计）