超塑成形是一种低成本、、高效益、、近无余量的成形工艺，，，拥有有效降低结构重量、、提高结构的齐全性和承载效能的利益，，，在航空航天领域得到宽泛利用[1–2]。

TA32 合金是在TA12 合金基础上进行成分改进而得到的一种新型近α 型钛合金，，，名义成分为Ti–5.5A1–3.5Sn–3.0Zr–0.7Mo–0.3Si–0.4Nb–0.4Ta[3]。该合金在550 ℃拥有优良的综合机能，，，在低于550 ℃的环境可长功夫使用，，，短时使用温度可达600 ℃，，，在超音速飞行器和航空发起机中拥有宽泛的利用远景。目前国内已针对TA32钛合金板材发展了热变形行为的钻研[4–7]，，，但超塑成形有关的钻研较少[8–9]。

在本钻研中，，，通过单向超塑拉伸试验钻研变形工艺参数（应变速度、、变形温度）对TA32 合金超塑性的影响法规，，，获得最大超塑延长率的工艺参数。通过锥形件的超塑胀形，，，钻研平面应力变形前提下TA32合金的变形特点和微观组织演变法规，，，为结构件的工艺设计提供参考。

1、、试验资料及步骤

1.1　试验资料

试验所用资料为宝钛集团提供的1.5 mm 厚退火态TA32 钛合金，，，板材的原始显微组织如图1 所示，，，由白色等轴α 和玄色β 相组成，，，β 相呈等轴状或长条状，，，均匀晶粒尺寸小于5 μm。

1.2　试验步骤

（1）单向超塑拉伸试验。

利用线切割加工出如图2 所示的拉伸试样，，，试样理论经除油处置和砂纸研磨，，，保障理论平坦、、无裂纹。试样标距理论均匀涂抹抗氧化涂料。超塑拉伸试验在SANS–CMT4104 型微机节制电子全能试验机上进行，，，试样加热选取电阻炉，，，工作区的温度误差≤ ±5 ℃。超塑拉伸时，，，拉伸试样加热到温后保温5 min，，，以保障试样温度散布均匀，，，而后进行恒应变速度单向超塑拉伸，，，试验过程中通过横梁位移来推算试样变形。拔取的超塑拉伸温度为920 ℃、、940 ℃、、960 ℃、、980 ℃，，，应变速度为5.0×10^–5 s^–1、、1.0×10^–4 s^–1、、1.0×1^0–3 s^–1。

（2）锥形件超塑胀形试验。

板材下料尺寸为180 mm×180 mm，，，板料高低理论均匀喷涂止焊剂。锥形件超塑胀形试验在专用的胀形模具中进行，，，如图3 所示。试验时，，，先将板材搁置在高低模中央，，，并加热模具，，，当温度达到200 ℃时，，，模具中参与0.02 MPa ；て，，当模具温度达到指标温度，，，上模通入氩气使板料起头胀形，，，胀形过程当选取匀速陆续加压，，，加压速度为0.02 MPa/min，，，直至零件吹破为止。拔取成形温度为920 ℃、、940 ℃、、960 ℃、、980 ℃。取出零件后，，，从锥形件分歧地位取样，，，选取OLYMPUS BX41M 金相显微镜对显微组织进行观察分析。

2、、了局及会商

2.1　应力应变曲线

图4 为一样应变速度分歧变形温度的拉伸真应力–应变曲线，，，能够看出曲线出现出显著的加工硬化变形特点，，，在所有变形前提领域内应力均随着应变的增长而增长，，，当变形大于峰值应变后，，，应力迅速减。，，产生断裂。原因是恒应变速度拉伸过程中随着变形量的增长，，，横梁的移动速度增长，，，资料产活泼态再结晶软化的速度小于加工硬化的速度。然而，，，选取恒速度超塑拉伸的曲线特点则与恒应变速度的相反，，，峰值应变通常较。，，变形持续增长时则产生软化，，，即应力随着应变的增长而减。，，应变速度逐步减小。由此能够揣度，，，动态再结晶的软化作用取决于变形汗青。

图5 为应变速度对真应力– 应变曲线的影响，，，可见，，，除960 ℃之外，，，其他3 个温度变形时，，，应变速度为1×10^–4s–1 和5×10^–5s^–1 的应力– 应变曲线险些重合，，，批注低应变速度前提下应变速度对流变应力的影响较小。

2.2　超塑延长率

图6 为分歧参数前提下的超塑延长率，，，由图6（a）可知，，，在统一变形温度下，，，超塑性分为两种类型，，，变形温度为920 ℃和940 ℃时，，，超塑延长率均随应变速度的增长而增长，，，在应变速度为1×10^–3s^–1 时最高，，，别离为864% 和862%；而变形温度为960 ℃和980 ℃时，，，超塑延长率随应变速度的增长先降低后缓慢增长，，，在应变速度为5×10^–5s^–1 时最高，，，别离为554% 和387%。由图6（b）可知，，，在统一应变速度下，，，超塑延长率随着温度的升高先增长后降低，，，变形温度为940 ℃时最高，，，变形温度为980 ℃时，，，超塑延长率最低，，，均小于400%。因而，，，选取单向超塑拉伸时，，，温度920~940 ℃和高应变速度1×10^–3s^–1 时为最佳变形前提，，，变形温度不宜超过980 ℃。

2.3　锥形件超塑胀形

图7 为锥形件超塑胀形后的了局，，，可知锥形件超塑胀形后外观质量优良，，，失效地位均位于变形量最大的锥顶。

对分歧温度前提下锥形件的胀破压力和高度进行比力（图8），，，由图8（a）可见，，，随着变形温度的增长，，，锥形件胀破压力逐步减。，，温度为960 ℃和980 ℃时根基一样，，，均为0.6 MPa，，，温度为920 ℃和940 ℃别离为1.1MPa 和1.0 MPa。然而，，，分歧温度下的锥形件的高度差距较大，，，在940 ℃和960 ℃时，，，锥形件的高度较高，，，别离为90 mm 和92 mm，，，该了局对结构件的工艺设计拥有很重要的参考价值。由图8（c）可见，，，4 个温度前提下试件贴：蟮谋诤癖涠氏咝约醣。，，靠近锥顶地位未贴膜，，，壁厚减薄呈抛物线变动。

图9 为锥形件在940 ℃和980 ℃成形后分歧地位的微观组织，，，其中A1~A4 变形量逐步增大？？杉，，统一变形温度下经过分歧变形量变形后的微观组织变动并不显著，，，均为藐小等轴晶粒，，，且随着变形温度的升高，，，晶粒逐步粗化，，，940 ℃和980 ℃成形后的均匀晶粒尺寸别离约为9μm和11μm。

3、、结论

（1）在920~960 ℃、、应变速度1×10^–3~5×10^–5s^–1 前提下，，，TA32钛合金板材拥有优良的超塑性，，，选取单向超塑拉伸时，，，温度920~940℃和高应变速度1×10^–3s^–1时为 最佳变形前提。

（2）随着变形温度的增长，，，锥形件胀破压力逐步减。，，在960 ℃和980 ℃时最。，，为0.6 MPa；在940 ℃和960 ℃时，，，锥形件的高度较高，，，别离为90mm 和92mm；经过分歧变形量的变形后的微观组织变动并不显著，，，该了局为结构件的工艺设计提供参考。

参 考 文 献

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通讯作者：周丽娜，，，工程师，，，硕士，，，钻研方向为金属成形技术。