超高强度钢在航天航空领域的应用越来越广泛,特别是强韧性俱佳的A100钢在提高飞行器的各项性能上有着出色的表现。传统的加工方法对复杂形状的航天航空零件有所限制,而本实验室开发的电弧复合成形系统具有成形自由度高、效率高和零件综合性能优良等特点,适用于复杂零件的快速成形,极大地降低了成本。本文利用电弧复合成形系统,研究了超高强度钢A100的成形工艺,主要得到以下结论。在成形工艺方面,超高强度钢A100适合于TIG焊接的成形方法,采用高纯氩作为TIG焊的保护气,气体流量为15L/min;钨极直径为4mm,尖端为圆锥形;钨极伸出长度为6mm,喷嘴高度为14mm。通过二次回归通用旋转设计,对焊道尺寸进行建模,得到焊接参数对焊道宽度及余高的数学模型。在力学性能方面,电弧复合成形工艺在拉伸性能,冲击韧性和硬度三个方面都比电弧熔积工艺要优秀。在拉伸性能方面,电弧复合成形工艺成形试样较电弧熔积成形试样平均拉伸强度X、Y、Z三个方向上分别提高了13%、17%、1%;平均屈服强度分别提高了16%、23%、5%;平均伸长率分别提高了49%、47%、26%。在冲击韧性方面,三个方向上分别提高了4%、16%、20%。在硬度方面,三个截面的平均洛氏硬度分别提高了11%、7%、18%。在微观晶粒方面,电弧熔积试样的微观晶粒主要为粗大的柱状晶,并且具有一定的方向性,沿着过冷度较大的方向生长。电弧复合成形试样的晶粒由大部分细小的等轴晶和少部分柱状晶组成。复合轧制工艺后,原本的柱状晶粒被大压力轧制,破坏其晶粒形态,形成碎化晶粒,经过动态再结晶后,得到较细小的等轴晶。与电弧熔积工艺相比,其晶粒更加细小,平均晶粒度在8~8.5级之间,细晶强化解释了力学性能的提高。