钛合金超塑成形/扩散连接技术及应用

本书从钛合金材料入手，介绍了钛合金的特点、分类、变形机制及其在航空领域的应用情况，总结了钛合金结构常见的几类成形方法，由此引出可实现钛合金空心结构制造的超塑成形/扩散连接（SPF/DB）技术。针对该技术，分别阐述了超塑性和扩散连接的原理、机制及影响因素，提出单层板、两层板、三层板、四层板等典型SPF/DB结构的特点及应用对象。结合四种典型结构特点，详细介绍了SPF/DB工艺原理和工艺路线，提出了基于工艺可行性的结构参数设计原则、工艺参数选取准则以及模具设计方法，采用数值模拟和实验验证相结合的方法，深入分析了壁厚均匀性、表面褶皱、局部破裂、表面阶差等质量缺陷的控制方法。在SPF/DB结构形状控制的基础上，进一步揭示了SPF/DB过程中材料的显微组织变化、空洞及扩散连接界面缺陷演变规律，并对SPF/DB后材料的静力性能和疲劳性能进行表征，用以指导SPF/DB结构制造过程的性能调控。综合考虑SPF/DB结构的形状和性能要求，全面概括了外形、内部结构、扩散连接界面质量及残余应力检测方法，并基于应用需求详细介绍了SPF/DB结构的设计和性能考核评价方法。
本书不仅可供从事超塑成形/扩散连接技术专业方向的科研人员和工程技术人员阅读，而且对于材料加工相关领域研究人员也具有较高的参考价值。

第1章 钛与钛合金
1.1 钛合金及其分类
1.1.1 晶体结构
1.1.2 冶金学
1.1.3 显微组织
1.2 钛合金的变形机制与力学性能
1.2.1 变形机制
1.2.2 织构与各向异性
1.2.3 力学性能
1.3 钛合金在航空领域的应用及发展趋势
1.4 钛合金结构的成形方法
1.4.1 铸造
1.4.2 增材制造
1.4.3 粉末冶金
1.4.4 塑性成形
参考文献
第2章 超塑成形/扩散连接技术原理
2.1 超塑性原理
2.1.1 超塑性内涵
2.1.2 超塑性变形机制
2.1.3 超塑性的影响因素
2.2 典型材料超塑性
2.2.1 常规超塑性
2.2.2 低温高速超塑性
2.3 扩散连接原理
2.3.1 扩散连接内涵
2.3.2 扩散连接机制
2.3.3 扩散连接影响因素
2.4 超塑成形/扩散连接技术
参考文献
第3章 典型结构成形与工艺质量控制
3.1 典型结构成形工艺过程
3.1.1 典型结构超塑成形/扩散连接成形工艺原理
3.1.2 典型结构超塑成形/扩散连接成形工艺路线
3.2 典型结构成形过程数值模拟
3.2.1 超塑成形数值模拟基础理论
3.2.2 典型结构超塑成形过程数值模拟
3.3 典型结构成形工艺设计
3.3.1 基于工艺可行性的结构参数设计
3.3.2 超塑成形/扩散连接成形工艺参数选取准则
3.3.3 超塑成形/扩散连接模具设计
3.4 超塑成形/扩散连接工艺质量控制技术
3.4.1 壁厚均匀性
3.4.2 表面褶皱
3.4.3 局部破裂
3.4.4 冷却变形
3.4.5 表面阶差
参考文献
第4章 超塑成形/扩散连接过程的组织性能
4.1 超塑成形/扩散连接过程的显微组织
4.1.1 材料显微组织
4.1.2 扩散连接界面组织
4.2 超塑成形/扩散连接过程的缺陷
4.2.1 孔洞与断裂
4.2.2 扩散连接界面缺陷
4.3 超塑成形/扩散连接后的材料性能
4.3.1 基于超塑成形/扩散连接热循环的材料性能
4.3.2 含扩散连接界面缺陷的材料性能
参考文献
第5章 超塑成形/扩散连接结构检测方法
5.1 外形检测方法
5.1.1 坐标检测方法
5.1.2 光学检测方法
5.2 内部结构检测方法
5.2.1 X射线检测方法
5.2.2 CT检测方法
5.3 扩散连接界面质量检测方法
5.3.1 无损检测方法
5.3.2 金相检测方法
5.4 结构残余应力检测及预测
5.4.1 X射线衍射测试方法
5.4.2 中子行射测试方法
5.4.3 结构残余应力数值预测方法
参考文献
第6章 超塑成形/扩散连接结构的设计与评价方法
6.1 常见结构承载特性分析
6.2 超塑成形/扩散连接结构设计方法
6.2.1 结构设计策略
6.2.2 空心夹层动承载结构设计方法
6.3 结构准静态承载性能评价以及优化方法
6.3.1 准静态承载性能评价
6.3.2 准静态承载破坏模式及结构优化
6.4 结构承载交变承载的性能评价以及优化方法
6.4.1 疲劳性能评价
6.4.2 结构疲劳破坏模式及优化
参考文献