钛合金作为一种先进的轻质金属材料,具有高强度、低密度、耐高温和耐腐蚀等优良性能。因此,诸如TA17等高强度钛合金不仅备受航空航天领域青睐,而且已经成为汽车、船舶和化工等重要行业关键结构部件的优选材料。冲压成形是一种先进的压力加工方法,是钛合金成形的重要环节,其优势在于成形尺寸范围广,生产效率高,质量好,材料损耗低,操作简便,自动化和机械化程度高,广泛应用于航空航天等重要领域。但钛合金成形过程中存在易开裂、回弹大等一系列问题,影响了其在航空航天用零件加工领域的应用。TA17钛合金(名义成分为Ti-4A1-2V)是一种近α型三元钛合金,主要产品为板材、锻件和线棒材,该合金比强度高、热强性和热稳定性良好,并且焊接性能和抗水腐蚀性能优良,静力和循环强度较高,其室温成形性能优于TC4钛合金。因此,本文采用TA17钛合金,对TA17钛合金板的微观组织和成形性能进行研究,来判断其应用于飞机蒙皮零件加工制造的可行性。主要研究工作及成果体现为以下几个方面:(1)通过对TA17钛合金进行退火处理,获得了不同的微观组织形态。并对不同微观组织的TA17钛合金进行了室温和高温单向拉伸试验。分析了不同微观组织对TA17力学性能的影响。对不同微观组织的TA17钛合金进行室温和高温拉伸,发现微观组织对室温和高温力学性影响很大,不同微观组织的断后延伸率差别较大。(2)基于材料失效点主应变二次导数变化的方法,通过有限元模拟,对单向拉伸、平面应变和等双轴拉伸三种应变条件进行了综合研究。获得了三种微观组织TA17钛合金的室温成形极限图;对比三种不同微观组织的TA17钛合金的成形极限,分析了微观组织对室温成形极限的影响,发现具有等轴组织的TA17钛合金室温成形极限最优。(3)在高温下建立了不同微观组织、温度、成形速率和摩擦系数的TA17钛合金的高温成形极限图,有利于进一步研究TA17钛合金的高温成形性能;并且根据有限元仿真结果建立了 TA17钛合金板材成形极限经验公式,可以由材料的延伸率初步快速地估算其成形极限,提高生产效率。(4)在室温和高温下对TA17钛合金板材飞机蒙皮零件的热冲压成形过程进行了有限元仿真分析,得到了蒙皮零件的应变云图分布和成形极限图;在室温下成形,板料容易开裂并产生回弹等缺陷;在高于850℃时对TA17钛合金板飞机蒙皮零件的热冲压成形不会开裂。说明了 TA17钛合金板在高温下成形可以应用于飞机蒙皮零件的制造。总之,本文采用单向拉伸实验、成形实验和微观组织观察,对TA17钛合金板材力学性能和微观组织进行了研究,建立了室温和高温成形极限图。为钛合金力学性能研究、成形极限预测与工艺优化提供了理论指导。