CN109234650B - 单件扩展式层流入口唇缘蒙皮 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种单件扩展式层流入口唇缘蒙皮，公开了用于成形由可热处理金属制成的金属工件的方法，该可热处理金属已根据特定的协议成形和回火，其有助于具有保留在成品结构中的焊道的大型轮廓整体金属结构的成形，并且公开了根据这样的方法制造的成品金属结构。

Description

单件扩展式层流入口唇缘蒙皮

技术领域

本公开总体上涉及制造金属结构的领域。更具体地，本公开涉及制造金属结构或部件，包括在处于特定的热处理条件下时使金属结构或部件成形，并且将摩擦搅拌焊道引入到金属结构或部件中，其中摩擦搅拌焊道保留在成品部件中。再更具体地，本公开涉及用于制造飞机发动机舱的唇缘蒙皮(lipskin)的部件和组件的制造。

背景技术

层流为空气在飞行中的飞机的机翼、机身或其他零件的轮廓上的平稳的、连续的流动。层流最常见于流线型本体的前部。如果空气的平稳流动中断，则产生湍流，这可能导致作用于本体上的拖曳。偏离飞机表面处的最佳层流的偏差的增加能导致燃料消耗的增加，并因此导致运行成本的相应增加。

许多已知的飞机发动机(例如喷气式发动机和涡扇喷气发动机)被环形的筒状发动机舱环绕。至少一些已知的发动机舱在机舱的前缘或入口处包括唇缘蒙皮。尽管为了减少可能影响层流的横向焊接线或其他耦接件而以整体方式形成一些大型结构，但这种整体成形工艺(例如旋压成形等) 是耗时的、昂贵的且在用于生产期望的大尺寸的旋压成形的唇缘蒙皮的尺寸限制方面是困难的或不切实际的。此外，旋压成形的唇缘蒙皮可能表现出可不利地影响层流的不期望的波状起伏或波纹，导致不期望的湍流、增加的燃料消耗和/或增加的运行成本。

为了尝试解决旋压成形或其他工艺的潜在限制，一些已知的用于飞机发动机舱的唇缘蒙皮构造的方法已包括在唇缘蒙皮构造期间引入摩擦搅拌焊道，然后在成形、精加工和其他制造工艺期间去除焊道，且进一步然后引入附加的耦接部件和零件(例如倍加器)。然而，额外的加工步骤往往是耗时的，并且由于重量、组装复杂性、制造时间、额外检查等的相应增加，所有这些都能增加运行和维护飞机的总成本，在飞机组件中添加零件往往是不期望的。

发明内容

本发明的各方面涉及用于成形用于发动机舱的金属唇缘蒙皮的方法以及如此成形的唇缘蒙皮和发动机舱、以及包括包含该唇缘蒙皮的发动机舱的结构，其中，引入至少一个“飞走(fly away)”焊道(包括但不限于一个摩擦搅拌焊道)，并且在金属的特定状态下发生金属唇缘蒙皮的成形工艺，使得“飞走”焊道保留在成品唇缘蒙皮中。

本公开的一方面涉及一种用于制造由金属成形的热处理结构的方法，该方法包括：对处于退火状态的初步(roughly，粗略地)成形的金属工件执行第一热处理工艺，以使初步成形的金属工件从退火状态转变为第一硬化状态，其中初步成形的金属工件包括至少一个摩擦搅拌焊道；在初步成形的金属工件处于第一硬化状态时将初步成形的金属工件成形为成形的金属工件，其中成形的金属工件包括接近最终成形的金属工件或最终成形的金属工件中的一者；以及对成形的工件执行第二热处理工艺，以使成形的金属工件从第一硬化状态转变为第二硬化状态。

在另一方面，将初步成形的金属工件成形为成形的金属工件的步骤包括：使用至少一种成形工艺将初步成形的金属工件成形为成形的金属工件。

在另一方面，成形的金属工件为接近最终成形的金属工件，其中该方法还包括：在接近最终成形的金属工件处于第二硬化状态时将接近最终成形的金属工件成形为最终成形的金属工件。

在另一方面，成形的金属工件包括最终成形的金属工件，其中该方法还包括：使用多种成形工艺将初步成形的金属工件成形为最终成形的金属工件。

在另一方面，成形工艺包括：超塑性成形工艺、超塑性/扩散压合 (diffusionbond)成形工艺、成形模成形工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。

本公开的另一方面涉及一种用于制造由金属成形的热处理结构的方法，该方法包括：对初步成形的金属工件执行第一热处理工艺，以使初步成形的金属工件转变为第一硬化状态以产生第一硬化的金属工件，初步成形的金属工件处于退火状态且包括至少一个摩擦搅拌焊道；对第一硬化的金属工件执行第二热处理工艺以使第一硬化的金属工件转变为第二硬化状态以产生第二硬化的金属工件；将第二硬化的金属工件成形为成形的金属工件，所述成形的金属工件为接近最终成形的金属工件或最终成形的金属工件中的一者。

在另一方面，执行第一热处理工艺和第二热处理工艺的步骤还包括：对处于第一硬化状态的初步成形的金属工件执行至少一个时效硬化工艺；并且对处于第二硬化状态的成形的金属工件执行至少一个时效硬化工艺，其中，第一硬化状态包括第一时效硬化状态，并且第二硬化状态包括第二时效硬化状态。

在另一方面，成形的金属工件包括摩擦搅拌焊道。

在另一方面，成形的金属工件包括接近最终成形的工件，该方法还包括：在接近最终成形的金属工件处于第二硬化状态时将接近最终成形的金属工件成形为最终成形的金属工件。

在另一方面，成形的金属工件包括接近最终成形的金属工件，该方法还包括以下步骤：在接近最终成形的金属工件处于第二硬化状态时使用多种成形工艺将接近最终成形的金属工件成形为最终成形的工件。

在另一方面，成形的金属工件包括接近最终成形的金属工件，并且还包括以下步骤：在接近最终成形的金属工件处于第二硬化状态时使用至少一种爆炸成形工艺将接近最终成形的金属工件成形为最终成形的工件。

在另一方面，在对初步成形的金属工件执行第一热处理工艺的步骤之前，还包括在金属板材处于退火状态时将金属板材成形为初步成形的金属工件。

在另一方面，使金属板材成形的步骤还包括：将金属板材轧制成所述初步成形的金属工件。

在又一方面，成形金属板材的步骤还包括：在金属板材处于退火状态时使金属板材成形；以及使用至少一种成形工艺以成形金属板材，其中成形工艺包括：超塑性成形工艺、超塑性/扩散压合成形工艺、成形模成形工艺、爆炸成形工艺或它们的组合。

在另一方法中，在金属板材处于退火状态时将金属板材成形为初步成形的金属工件的步骤还包括：将板材成形为圆锥形或截头圆锥形的金属工件。

在另一方面，执行第一热处理工艺和第二热处理工艺的步骤还包括：对处于第一硬化状态的初步成形的金属工件执行至少一个时效硬化工艺；以及对处于第二硬化状态的成形的金属工件执行至少一个时效硬化工艺；其中，第一硬化状态包括第一时效硬化状态，并且所述第二硬化状态包括第二时效硬化状态。

在另一方面，执行第一热处理工艺的步骤包括：对初步成形的金属工件执行自然老化工艺。

在另一方面，执行第一热处理工艺的步骤包括：对金属进行固溶热处理，并且使初步成形的金属工件自然老化。

在另一方面，执行第一热处理工艺的步骤还包括：对初步成形的金属工件执行T-4热处理工艺。

在另一方面，执行第二热处理工艺包括：对成形的金属工件执行人工老化处理。

在另一方面，执行第二热处理工艺包括：对成形的金属工件执行固溶热处理工艺；以及对成形的金属工件执行人工老化处理。

在另一方面，执行第二热处理工艺包括：执行T-6热处理工艺。

在又一方面，将初步成形的金属工件成形为成形的工件包括：使用从由超塑性成形工艺、超塑性/扩散压合成形工艺、成形模成形工艺、以及爆炸成形工艺构成的组中选出的至少一种成形工艺以将初步成形的金属工件成形为成形的工件。

在另一方面，成形的工件为接近最终成形的金属工件，该方法还包括：在接近最终成形的金属工件处于第二硬化状态下时将接近最终成形的金属工件成形为最终成形的金属工件。

在另一方面，成形的金属工件为最终成形的金属工件，并且还包括：使用包括超塑性成形工艺、超塑性/扩散压合成形工艺、成形模成形工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合的至少一种成形工艺将初步成形的金属工件成形为最终成形的金属工件。

本公开的另一方面涉及根据前述方法中任一项成形的金属结构。

在另一方面，金属包含铝或铝合金。

在另一方面，金属结构为环形的。

在另一方面，金属结构为用在发动机舱组件中的唇缘蒙皮。

在另一方面，金属结构为处于第二硬化状态的热处理结构。

根据另一方面，本公开还涉及一种用在飞机上的金属结构，包括已经已被热处理的金属，其中该金属结构包括至少一个摩擦搅拌焊道。

本公开的另外方面涉及一种用在飞机上的机舱组件，该组件包括由已被热处理的金属制成的唇缘蒙皮，其中该唇缘蒙皮包括至少一个摩擦搅拌焊道。

本申请的另一方面涉及包括由已被热处理的金属制成的唇缘蒙皮的结构，其中该唇缘蒙皮包括至少一个摩擦搅拌焊道，该结构包括但不限于有人驾驶的和无人驾驶的飞机、有人驾驶的和无人驾驶的旋翼飞机、有人驾驶的和无人驾驶的飞船、有人驾驶的和无人驾驶的陆地交通工具、有人驾驶的和无人驾驶的水面水运交通工具、有人驾驶的和无人驾驶的水下水运交通工具、火箭、导弹等等。

附图说明

因此已经以一般术语描述了本公开的变型，现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，并且其中：

图1为示出本公开的示例性成形方法的流程图；

图2为示出本公开的示例性方法的流程图；

图3为示出本公开的示例性方法的流程图；

图4为示出本公开的示例性方法的流程图；

图5为示出本公开的示例性方法的流程图；

图6为示出本公开的示例性方法的流程图；

图7为示出本公开的示例性方法的流程图；

图8A、8B和8C为经过根据本公开的各方面的从初步成形的金属工件到成形的、接近最终成形的和最终成形的金属工件的成形工艺的阶段的工件的横截面侧视图；

图9为呈截头圆锥形取向的初步成形的金属工件的透视图；

图10为根据本公开的各方面的取向为成形工艺的成形块的初步成形的金属工件的透视图；

图11A、11B、11C、11D和11E为用于将初步成形的金属工件转变为接近最终成形的和最终成形的金属工件的成形工艺中的成形块的横截面侧视图；

图12为根据本公开的各方面制造的作为用于发动机舱的唇缘蒙皮的最终成形的金属工件的透视图；以及

图13为包括发动机舱的飞机的透视图。

具体实施方式

本文公开了用于构造能提供改进的层流的整体或单件式飞机发动机唇缘蒙皮的方法。本文公开的方法和设备提供了一种由已根据特定的协议成形和回火的可热处理金属制成的轻质的、高效的、可再现的且高性能的发动机舱唇缘蒙皮，其有助于大型轮廓金属结构的整体成形而无需引入附加的部件以在结构上加强整体结构的出现焊道的区域。也就是说，在根据本申请的各方面的结构和方法中，在结构中形成的焊道保留在成品结构中。

焊道在飞机中使用的结构(例如飞机发动机舱组件上的唇缘蒙皮)中的保留允许这种焊道为所谓的保留在成品结构中的“飞走”焊道。不受任何具体理论限制，根据本公开的各方面，用于制造唇缘蒙皮的金属的成形主要在金属处于退火状态时进行并完成。由于以预定方式管理内部金属应力，所以退火状态下的成形的顺序可以允许焊道保留在成品中，这避免了需要去除这种焊道以及引入会使制造工艺复杂化并增加包含唇缘蒙皮的结构的重量的额外增强部件。

出于本公开的目的，“可热处理金属”是指包括铝和2000、4000、6000 和7000系列铝合金的可热处理金属。

根据本公开的各方面，处于退火状态的金属工件可通过经历至少一种成形工艺而成形为初步成形的金属工件。出于本公开的目的，超塑性工艺、超塑性/扩散压合工艺、成形模工艺、以及爆炸成形工艺为成形工艺的实例，并且可等同地且可互换地被称为“成形工艺”。

爆炸成形工艺可等同地且可互换地被称为“爆炸成型”、“爆炸性成型”、“爆炸成形”或“高能液压成形”(HEHF)工艺。爆炸成形工艺为这样一种金属加工工艺，其中，使用炸药将压缩力(例如冲击波)提供给金属工件以使其抵靠以其他方式被称为“模子”的模型(例如模具)。爆炸成形典型地针对尺寸太大的材料和结构进行，用于使用冲床或压机使这样的结构成形以实现所需的压缩力。根据一种爆炸成形方法，将高达数英寸厚的金属工件放置在模子上方或靠近模子，其中中间空间或空腔可选地通过真空泵抽空。将整个设备浸没在水下的池或槽中，其中将具有预定力势的炸药在距金属工件预定距离处引爆，以在水中产生预定的冲击波。水然后以毫秒数量级的速率抵靠模子对工件施加预定的动态压力。模子可由具有合适强度的任何材料制成以承受引爆的炸药(例如，像混凝土、球墨铸铁等)的力。该工具应具有比正在成形的金属工件更高的屈服强度。

根据炸药相对于工件的位置，爆炸成形工艺有时被分成两组。根据“远距离”方法，将工件放置在模子上，其中中间空间通过真空装置排空，其中将整个组件浸没在水下，优选浸没在池或槽中。然后将爆炸材料放置在距组件预定距离处并引爆。根据“接触方法”，将炸药与工件直接接触地放置，并且爆炸在工件表面上产生高达每平方英寸(psi)数百万磅的界面压力。

超塑性成形为一种通常使用高温和气压将特定材料成形在单步模具上的成形工艺。超塑性成形可制造非常精细的包括铝和钛的金属部件。超塑性为材料经受200％或更高数量级的极高伸长率的能力。对于引发超塑性行为的材料，典型的标准包括例如具有大致均匀和等轴的晶粒结构的非常细小的晶粒尺寸(几微米或更小)、高温(通常为熔化温度的一半数量级)、低应变率(例如约10^-2/秒或更低数量级)。

摩擦搅拌焊接(FSW)是指用于使用非耗材工具固态连接两个工件而无需使工件的材料熔化的工艺。热通过旋转工具和工件之间的摩擦产生，邻近FSW工具产生软化区域。随着FSW工具沿着期望的连接线行进，该工具机械地混合待连接的工件的材料。以这种方式，工件的热且软化的金属通过由FSW工具施加的机械压力被锻造，导致工件材料的动态再结晶的固态变形而无需使工件熔化。虽然本公开的各方面描述了在所使用的金属中产生并保留摩擦搅拌焊道，但本公开非限制性地设想，任何类型的焊道可以为“飞走焊道”。如上所述，“飞走焊道”是指部件和零件中的保留在飞行中使用的零件和部件中的焊道。换句话说，“飞走焊道”保留在成品结构中，而不是在使用前从结构中去除。

根据本公开，一种热处理结构为暴露于热处理的结构，优选为金属结构。用于金属(特别是金属合金)的热处理通过控制金属的微观结构内的扩散速率和冷却速率来操纵金属的特性。热处理可预测地改变金属的机械性能，操纵包括硬度、强度、延展性、弹性等的特性。本说明书公开了第一热处理工艺和第二热处理工艺以实现具有特定“状态”或热处理“状态”的金属工件。根据本公开，对于铝合金，热处理状态包括退火状态、第一硬化状态和第二硬化状态。

对于铝合金，退火状态用于描述用于由一些成形工艺制成的板材工件的合金。退火状态为对于金属合金工件的最低强度状态。退火为一种热处理，其改变材料的物理特性，以提高延展性并降低硬度，使材料更“可使用”。在退火时，原子在材料的晶格中迁移，其中位错的数量减少，导致延展性和硬度的变化。位错是指整个材料的晶体结构中存在的主要线性缺陷以及由此引起的内部应力。对于铝合金的退火状态因各个铝合金而不同，但通常需要将铝合金暴露在从约650℉(343.3℃)至约770℉(410℃) 的温度下2至3小时，然后缓慢冷却至约500℉(260℃)，然后以不受控制的冷却速率冷却至室温。根据哪种金属(例如铝合金)正在被处理，具体温度、时间、冷却速率等可与上述示例不同。

用于热处理(例如可热处理)的铝和铝合金的“T”回火名称包括指示基本处理类型的数字。本公开特别感兴趣的是T4和T6状态。如本文所使用的，T4状态为“第一硬化状态”的示例。T4状态表明T4处理的合金已发生固溶热处理并已自然老化到稳定状态。如本文所使用的，T6状态为“第二硬化状态”的示例。T6状态表明T6处理的合金已被固溶热处理，并且在没有任何显著的冷加工的情况下已被人工老化，以实现额外的析出硬化而在冶金学上变得稳定。

根据本公开的一方面，铝合金可以在退火状态中作为材料板材(即，“O”状态)来提供，其中对铝合金间歇地进行部分退火循环或完全退火循环。通过固溶热处理使退火的铝合金达到第一硬化状态，例如T4状态，并且使铝合金板材达到900℉(482.2℃)以上的温度一段时间，这取决于特定合金和板材的厚度，然后在水或乙二醇中淬火。所选择的铝合金为可析出时效硬化的，允许合金在室温下自然老化。根据需要，T4状态下的老化可以通过将处于T4状态的合金放置于干冰或冷冻机中来调整。然后可以使处于第一硬化状态(例如，T4状态)的合金板材成形为初步成形的金属工件，其包括引入在退火状态下引入的至少一个摩擦搅拌焊道以根据需要使金属工件成形。根据所设想的一方面，在使用于飞机发动机舱的唇缘蒙皮成形的情况下，使处于退火状态的合金成形并摩擦搅拌焊接到初步成形的金属工件，且然后使处于第一硬化状态的合金成形或成形为接近最终成形的金属工件或最终成形的工件。

根据本公开的各方面，在第一硬化工艺期间，合金经历包括例如爆炸成形工艺的至少一个成形工艺，以产生接近最终成形的金属工件或最终成形的金属工件。根据所设想的各方面，使铝合金成形为接近最终成形的金属工件的大部分利用处于第一硬化状态(例如，T4状态)的合金来进行。然后通过使金属工件人工老化而使接近最终成形的金属工件达到第二硬化状态(即T6状态)。例如，对于铝合金Al-2219，循环时间和温度为在 375℉(190.5℃)下持续36小时。

图1-7为描述本公开的各方面的流程图。与本公开的特定方面相符地，图1涉及用于制造由金属成形的热处理结构的方法10。方法10包括步骤 12：在金属板材处于退火状态时将金属板材成形为具有摩擦搅拌焊道的初步成形的金属工件。初步成形的金属工件的一个示例为具有至少一个如图 9所示的摩擦搅拌焊道92的金属工件90，其在下面更详细地描述。

方法10包括使用例如轧制或适于将金属从第一或初始取向物理地转变和成形为后续取向的其他物理成形手段的成形工艺以与本公开的各方面相符的方式执行的步骤12。如由本公开的各方面所设想的，将金属转变为初步成形的金属工件的另外的成形工艺可以在步骤12中进行，包括使金属板材经受超塑性工艺、超塑性/扩散压合工艺、成形模具工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。根据本公开的各方面，金属工件的初步成形的状态因此设想了金属工件的在金属的初始形态(例如，可以为基本上平面的金属板材)和在获得初步成形的金属工件之后已经历后续成形工艺的成形的(即接近最终成形的或最终成形的)金属工件之间的状态。

方法10还包括步骤14：对初步成形的金属工件执行第一热处理工艺，以使初步成形的金属工件从退火状态转变为第一硬化状态。初步成形的金属工件包括至少一个摩擦搅拌焊道(例如，图9中所示的摩擦搅拌焊道 92)。当金属工件为铝或铝合金时，第一硬化状态为T4状态。方法10包括步骤16：在初步成形的金属工件处于第一硬化状态时将初步成形的金属工件成形为成形的金属工件。成形的金属工件的示例为如图9和图11B、图11C、图11D、图11E和图12所示的金属工件114b、114c、114d、114e 和120，其在下面更详细地描述。根据本公开的各方面，成形的金属工件保留并包括如图9所示的引入到初步成形的金属工件的摩擦搅拌焊道92。成形的金属工件包括接近最终成形的金属工件或最终成形的金属工件中的一者。

根据本公开的各方面，方法10包括用于将初步成形的金属工件转变为成形的(即，接近最终成形的或最终成形的)金属工件的成形工艺，该成形工艺包括使金属板材经受超塑性工艺、超塑性/扩散压合工艺、成形模工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。当在步骤16中使用爆炸成形工艺时，爆炸成形工艺还包括第一热处理工艺的淬火步骤。

方法10的各方面包括步骤18：对成形的工件执行第二热处理工艺，以将成形的金属工件从第一硬化状态转变以产生第二硬化状态。当金属工件为铝或铝合金时，第二硬化状态为T6状态。在金属处于第二硬化状态时，可以执行至少一种成形工艺。然而，可以在金属处于第一硬化状态时完成对初步成形的工件的所有成形工艺(例如，将初步成形的金属工件成形为成形的金属工件)。

与本公开的特定方面相符地，图2涉及用于制造由金属成形的热处理结构的方法20。图2中描述的方法类似于图1中概述的方法，除了方法 20设想以初步成形的金属工件而不是例如平坦的金属板材开始之外。方法 20包括步骤22：对处于退火状态的初步成形的金属工件执行第一热处理工艺，以将初步成形的金属工件从退火状态转变为第一硬化状态，其中初步成形的金属工件包括引入处于退火状态的金属工件中的至少一个摩擦搅拌焊道。初步成形的金属工件的一个示例为具有至少一个如图9所示的摩擦搅拌焊道92的金属工件90，其将在下面更详细地描述。当金属工件是铝或铝合金时，金属的第一硬化状态处于T4状态。

方法20还包括步骤24：在初步成形的金属工件处于第一硬化状态时将初步成形的金属工件成形为成形的金属工件，其中成形的金属工件为接近最终成形的金属工件或最终成形的金属工件中的一者。根据本公开的各方面，用于将初步成形的金属工件转变为成形的(即，接近最终成形的或最终成形的)金属工件的成形工艺包括使初步成形的金属工件经受至少一种成形工艺，该成形工艺包括超塑性工艺、超塑性/扩散压合工艺、成形模工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。成形的金属工件的示例为如图11B、图11C、图11D、图11E和图12所示的金属工件114b、114c、114d、114e 和120，并且其将在下面更详细地描述。根据本公开的各方面，成形的金属工件保留并包括如图9所示的引入到初步成形的金属工件的摩擦搅拌焊道92。当在步骤24中使用爆炸成形工艺时，该爆炸成形工艺还包括第一热处理工艺的淬火步骤。

方法20还包括步骤26：对成形的工件执行第二热处理工艺，以将成形的金属工件从第一硬化状态转变以产生第二硬化状态。当金属工件为铝或铝合金时，第二硬化状态为T6状态。可以在金属处于第二硬化状态下时执行至少一种成形工艺。然而，如由方法20所设想的，可以在金属处于第一硬化状态时完成对初步成形的金属工件的所有成形工艺(例如，将初步成形的金属工件成形为成形的金属工件)。

根据本公开的特定方面，图3涉及用于制造由金属成形的热处理结构的方法30。尽管图1和图2分别概述了方法10和20，其中初步成形的金属工件在第一硬化状态下成形为成形的金属工件，如图3所示，方法30 被进一步限定为，使得在金属工件处于第二硬化状态之后发生将金属工件成形为成形的金属工件的至少一些成形。方法30包括步骤32：对处于退火状态的初步成形的金属工件(其中处于退火状态的工件包括至少一个摩擦搅拌焊道)执行第一热处理工艺，以将初步成形的金属工件转变为第一硬化状态以产生第一硬化的金属工件。初步成形的金属工件的一个示例为具有至少一个如图9所示的摩擦搅拌焊道92的金属工件90，其在下面更详细地描述。当金属工件为铝或铝合金时，金属的第一硬化状态为T4状态。

方法30还包括步骤34：对第一硬化的金属工件执行第二热处理工艺，以将第一硬化的工件转变为第二硬化状态以产生第二硬化的金属工件。当金属工件为铝或铝合金时，第二硬化状态为T6状态。

方法30还包括步骤36：将第二硬化的金属工件成形为成形的金属工件，其中成形的金属工件为接近最终成形的金属工件或最终成形工件中的一者。成形的金属工件的示例为如图11B、图11C、图11D、图11E和图 12所示的金属工件114b、114c、114d、114e和120，其在下面更详细地描述。根据本公开的各方面，成形的金属工件保留并包括如图9所示的引入到初步成形的金属工件的摩擦搅拌焊道92。根据本公开的各方面，在方法 30中，用于将初步成形的金属工件转变为成形的(即，接近最终成形的或最终成形的)金属工件的成形工艺包括使金属工件经受超塑性工艺、超塑性/扩散压合工艺、成形模工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。如方法 30所设想的，可以在金属处于第二硬化状态时完成对初步成形的金属工件的所有成形工艺(例如，将初步成形的金属工件成形为成形的金属工件)。

根据本公开的特定方面，图4涉及用于制造由金属成形的热处理结构的方法40。尽管图1和图2分别概述了方法10和20，其中初步成形的金属工件在第一硬化状态下成形为成形的金属工件，如图4所示，方法40 被进一步限定为，使得在金属工件处于第二硬化状态之后发生将金属工件成形为成形的金属工件的至少一些成形。此外，与图3中概述的方法30相比，在图4中，在金属工件处于第二硬化状态时将金属工件成形为接近最终成形的和最终成形的金属工件。方法40包括步骤32：对初步成形的金属工件(其中处于退火状态的工件包括至少一个摩擦搅拌焊道)执行第一热处理工艺，以将初步成形的金属工件转变为第一硬化状态以产生第一硬化的金属工件。初步成形的金属工件的一个示例为具有至少一个如图9 所示的摩擦搅拌焊道92的金属工件90，其在下面更详细地描述。当金属工件为铝或铝合金时，金属的第一硬化状态为T4状态。

方法40还包括步骤34：对第一硬化的金属工件执行第二热处理工艺，以将第一硬化的工件转变为第二硬化状态以产生第二硬化的金属工件。当金属工件为铝或铝合金时，第二硬化状态为T6状态。

方法40还包括步骤37：将第二硬化的金属工件成形为接近最终成形的金属工件。接近最终成形的金属工件的示例为如图11D所示的金属工件 114d，其在下面更详细地描述。根据本公开的各方面，成形的金属工件保留并包括如图9所示的引入到所述初步成形的金属工件的摩擦搅拌焊道 92。根据本公开的各方面，在步骤37中，方法40将用于将初步成形的金属工件转变为接近最终成形的金属工件的成形工艺包括使金属板材经受超塑性工艺、超塑性/扩散压合工艺、成形模工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。

方法40还包括步骤42：在接近最终成形的金属工件处于第二硬化状态时将接近最终成形的金属工件成形为最终成形的金属工件。根据本公开的各方面，在方法40中，用于将初步成形的金属工件转变为成形的(即，接近最终成形的或最终成形的)金属工件的成形工艺包括使金属板材经受超塑性工艺、超塑性/扩散压合工艺、成形模工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。最终成形的金属工件的示例为如图11E和图12所示的金属工件114e和120，其在下面更详细地描述。如方法40所设想的，可以在金属处于第二硬化状态时完成对初步成形的金属工件的所有成形工艺(例如，将初步成形的金属工件成形为接近最终成形的金属工件和最终成形的金属工件)。

根据本公开的特定方面，图5涉及用于制造由金属成形的热处理结构的方法50。图1和图2分别概述了方法10和20，其中初步成形的金属工件在第一硬化状态下成形为成形的金属工件。此外，与图3中概述的方法 30相比，在图4(方法40)和图5(方法50)中，在金属工件处于第二硬化状态时将金属工件成形为成形的(图5)或接近最终成形的(图4)金属工件。图5进一步指定，在步骤52中，在处于第二硬化状态时使用多种成形工艺将成形的金属工件成形为最终成形的金属工件。方法50包括步骤32：对处于退火状态的初步成形的金属工件(其中处于退火状态的工件包括至少一个摩擦搅拌焊道)执行第一热处理工艺，以将初步成形的金属工件转变为第一硬化状态以产生第一硬化的金属工件。初步成形的金属工件的一个示例为具有至少一个如图9所示的摩擦搅拌焊道92的金属工件90，其在下面更详细地描述。当金属工件为铝或铝合金时，金属的第一硬化状态为T4状态。

方法50还包括步骤34：对第一硬化的金属工件执行第二热处理工艺，以将第一硬化工件转变为第二硬化状态以产生第二硬化的金属工件。当金属工件为铝或铝合金时，第二硬化状态为T6状态。

方法50还包括步骤36：将第二硬化的金属工件成形为成形的金属工件，其中成形的金属工件为接近最终成形的金属工件或最终成形工件中的一者。成形的金属工件的示例为如图11B、图11C、图11D、图11E和图图12所示的金属工件114b、114c、114d、114e和120，其在下面更详细地描述。根据本公开的各方面，在方法50中，用于将初步成形的金属工件转变为成形的(即，接近最终成形的或最终成形的)金属工件的成形工艺包括使金属工件经受超塑性工艺、超塑性/扩散压合工艺、成形模工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。如方法50所设想的，可以在金属处于第二硬化状态时完成对初步成形的金属工件的所有成形工艺(例如，将初步成形的金属工件成形为成形的金属工件)。

方法50还包括步骤52：在成形的金属工件处于第二硬化状态时使用多种成形工艺以将成形的金属工件成形为最终成形的金属工件，其中用于步骤36中的上述成形工艺也被设想为可用于步骤52中的成形方法。最终成形的金属工件的示例为如图11E和图12所示的金属工件114e和120，其在下面更详细地描述。

根据本公开的特定方面，图6涉及用于制造由金属成形的热处理结构的方法60。方法60与图5中概述的方法50类似，但包括步骤62：在金属板材处于退火状态时将金属板材成形为包括摩擦搅拌焊道的初步成形的金属工件。初步成形的金属工件的一个示例为具有至少一个如图9所示的摩擦搅拌焊道92的金属工件90，其在下面更详细地描述。根据本公开的各方面，金属工件的初步成形的状态因此设想了金属工件的在金属的初始形态(例如，可以为基本上平面的金属板材)和在获得初步成形的金属工件之后已经历后续成形工艺的成形的(即接近最终成形的或最终成形的)金属工件之间的状态。

方法60还包括步骤32：对处于退火状态的初步成形的金属工件(其中处于退火状态的工件包括至少一个摩擦搅拌焊道)执行第一热处理工艺，以将初步成形的金属工件转变为第一硬化状态以产生第一硬化的金属工件。当金属工件为铝或铝合金时，金属的第一硬化状态为T4状态。

方法60还包括步骤34：对第一硬化的金属工件执行第二热处理工艺，以将第一硬化的工件转变为第二硬化状态以产生第二硬化的金属工件。当金属工件为铝或铝合金时，第二硬化状态为T6状态。

方法60还包括步骤36：将第二硬化的金属工件成形为成形的金属工件，其中成形的金属工件为接近最终成形的金属工件或最终成形的工件中的一者。成形的金属工件的示例为如图11B、图11C、图11D、图11E和图12所示的金属工件114b、114c、114d、114e和120，其在下面更详细地描述。根据本公开的各方面，用于将初步成形的金属工件转变为成形的(即接近最终成形的或最终成形的)金属工件的方法60中的成形工艺包括使金属板材经受超塑性工艺、超塑性/扩散压合工艺、成形模工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。

方法60还包括步骤52：在接近最终成形的金属工件处于第二硬化状态时使用多种成形工艺以将接近最终成形的金属工件成形为最终成形的金属工件，其中用于步骤36中的上述成形工艺也被设想为可用于步骤52 中的成形方法。最终成形的金属工件的示例为如图11E和图12所示的金属工件114e和120，其在下面更详细地描述。

根据本公开的特定方面，图7涉及用于制造由金属成形的热处理结构的方法70。图7中描述的方法70类似于图1中概述的方法，除了方法70 设想了步骤72：对处于第一硬化状态的初步成形的金属工件执行至少一个时效硬化工艺，并且设想了步骤74：对处于第二硬化状态的成形的金属工件执行至少一种时效硬化工艺。方法70因此包括步骤12：在金属板材处于退火状态时将金属板材成形为具有摩擦搅拌焊道的初步成形的金属工件。步骤12使用包括例如轧制或适于将金属从第一或初始取向物理地转变和成形为后续取向的其他物理成形手段的成形工艺以与本公开的各方面相符的方式来执行。如由本公开的各方面所设想的，将金属转变为初步成形的金属工件的另外的成形工艺可以在步骤12中进行，包括使金属板材经受超塑性工艺、超塑性/扩散压合工艺、成形模具工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。初步成形的金属工件的一个示例为具有至少一个如图9 所示的摩擦搅拌焊道92的金属工件90，其将在下面更详细地描述。根据本公开的各方面，金属工件的初步成形状态因此设想了金属工件的在金属的初始形态(例如，可以为基本上平面的金属板材)和在获得初步成形的金属工件之后已经历后续的成形工艺的成形的(即接近最终成形的或最终成形的)金属工件之间的状态。

方法70还包括步骤14：对初步成形的金属工件执行第一热处理工艺，以将初步成形的金属工件从包括至少一个摩擦搅拌焊道的退火状态转变以产生第一硬化状态，其中初步成形的金属工件包括至少一个摩擦搅拌焊道。当金属工件为铝或铝合金时，第一硬化状态为T4状态。

方法70还包括步骤72：对处于第一硬化状态的初步成形的金属工件执行至少一个时效硬化工艺。当金属工件为铝或铝合金且第一硬化状态为 T4状态时，时效硬化工艺可以为使金属工件老化成稳定状态的自然时效工艺。

方法70还包括步骤16：在初步成形的金属工件处于第一硬化状态时将初步成形的金属工件成形为成形的金属工件。成形的金属工件为接近最终成形的金属工件或最终成形的金属工件中的一者。成形的金属工件的示例为如图11B、图11C、图11D、图11E和图12所示的金属工件114b、 114c、114d、114e和120，其在下面更详细地描述。根据本公开的各方面，在步骤16中，用于将初步成形的金属工件转变为成形的(即，接近最终成形的或最终成形的)金属工件的成形工艺包括使金属板材经受超塑性工艺、超塑性/扩散压合工艺、成形模工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。

方法70还包括步骤18：对成形的工件执行第二热处理工艺，以将成形的金属工件从第一硬化状态转变以产生第二硬化状态。当金属工件为铝或铝合金时，第二硬化状态为T6状态。

方法70还包括步骤74：对处于第二硬化状态的成形的金属工件执行至少一个时效硬化工艺。当金属工件为铝或铝合金且第二硬化状态为T6 状态时，时效硬化工艺可以为使所述金属工件老化以实现析出硬化的人工老化工艺。

可以在金属处于第二硬化状态时执行至少一种成形工艺。然而，可以在金属处于第一硬化状态下时完成初步成形的工件的所有成形工艺(例如，将初步成形的金属工件成形为成形的金属工件)。

图8A、8B和图8C示出了相继的一系列示例性图，示出了如何可以使工件在可用于步骤16、24、36、37、42和52中的爆炸成形工艺期间成形。根据爆炸成形组件80a，槽82容纳一定量的水83。模子84限定空腔 85，并且真空管线87从空腔85通过模子84延伸到真空装置(未示出)。工件86通过压紧环或其他保持装置(未示出)在模子84中保持到位。炸药88被示为通过炸药引爆管线89悬挂在水83中，其中炸药引爆管线19a 连接到雷管(未示出)。如图8B所示，炸药88(在图8A中示出)已在爆炸成形组件80b中引爆，产生从气泡“B”发散的冲击波“A”，其中冲击波“A”引起工件86进入空腔85中的变形，直到工件86被驱动而抵靠(例如，紧邻并接触)模子84的内表面，如图8C所示。

根据本公开的特定方面，图9为处于退火状态的、且出于本公开的目的处于初步成形的状态或情形的金属工件90的透视图。如图9所示，工件90已成形为大致截头圆锥形的形状。在工件90中示出摩擦搅拌焊缝缝 92，并且在将金属工件成形为初步成形的状态之前、之后和/或期间将摩擦搅拌焊道缝92引入到金属工件中。虽然示出了搅拌摩擦焊道，但是本公开设想了如本文所描述的可以被统称为“飞走”焊道的任何焊道。如所示的，工件90为优选地由铝或铝合金或合金制成的金属工件。工件90可通过成形工艺成形为截头圆锥形取向，该成形工艺包括例如轧制或适于将金属从第一或初始取向(例如，金属板材)物理地转变和成形为后续的初步成形取向的其他物理成形手段的成形工艺，例如图9所示。

根据本公开的特定方面，图10为成形台100的透视图。如图10所示，工件90被引入到具有成形块空腔104的成形块102中。对于可用于使金属工件成形的任何特定成形工艺而言，成形台100是非特定的。代表性的成形工艺包括用于将初步成形的金属工件转变为成形的(即，接近最终成形的或最终成形的)金属工件的成形工艺，例如超塑性工艺、超塑性/扩散压合工艺、成形模工艺、爆炸成形工艺(例如图8A-图8C所示的工艺)、以及它们的组合，并且包括成形块或模子，金属工件可以通过力被驱动而抵靠该成形块或模子以实现预定的形状。

与本公开的特定方面相符地，图11A、图11B、图11C、图11D和图 11E为示出成形块内的工件的截面的横截面侧视图，并且示出了工件从如图9和10所示的初步成形的工件90渐进成形和成型为接近最终成形的和 /或最终成形的工件。

图11A示出了横跨如图10所示的成形块102的线“A”截取的成形块102的横截面侧视图。在步骤110a中，图11A示出了搁放在成形块112a 的空腔内的初步成形的金属工件90的横截面(沿着如图10所示的线“A”截取的成形块102的横截面)。在工件90已暴露于至少一种成形工艺之后，图11B示出了步骤110b，其中，初步成形的金属工件90现在被示出为已成形为使得初步成形的金属工件基本上紧邻空腔115的壁113a搁放的工件114b。初步成形的工件90因此转变为成形的工件114b。与图11B中所示的成形的工件114b相比，成形的工件114c被示出为已进一步成形。

如图11C所示，成形的工件114b已通过修整工件114c的工件端部 114c'而进一步成形为工件114c。图11D示出了具有壁113b的第二成形块 112b，该壁113b具有与成形块112a的壁113a的轮廓不同的轮廓。壁113b 限定第二成形块112b的空腔。以这种方式，与成形块112a的空腔相比，成形块112b具有不同的空腔构造。如步骤110c所示，工件114c现在已经受进一步的成形工艺并进一步成形为如工件114d所示的工件构造。图11E 示出了步骤110e，其中，工件114d已通过进一步的成形工艺进一步成形，此后是修整操作以使工件114e的工件端部114e'成形。根据本公开的各方面，工件90、114b和114c可以被认为是初步成形的工件，而工件114d 和114e被示出为接近最终成形的工件。在另外的方面，取决于根据使用中所需的最终工件构造的工件的期望的和预定的构造，工件114d和/或 114e可以被认为是最终成形的工件。根据另外的方面(未示出)，如果需要，可以使用需要另外的成形块的另外的成形步骤。

图12为根据本公开的一方面的发动机舱唇缘蒙皮的透视图。如图12 所示，唇缘蒙皮120根据本文所公开的方法制造，并且准备好安装于如图 13所示的飞机130上的飞机发动机舱132。

根据本公开的各方面，在金属工件处于第一硬化状态时进行成形工艺。本公开还设想了在金属工件处于第二硬化状态时可以进行的一些成形工艺的各方面。然而，处于第二硬化状态的工件的这种成形将是精加工成形和成型；在一些情况下，与在工件处于除第二硬化状态以外的状态时对工件进行的成形相比，对金属工件进行小于对金属工件进行的成形的约 3％的修改。因此，本公开设想了通过所进行的成形工艺来使金属工件成形：1)在退火状态以及第一硬化状态下；2)在退火状态以及第一硬化状态或第二硬化状态下；和3)在退火状态以及第一硬化状态和第二硬化状态下。

根据本公开的各方面，在根据本文所提出的方法制造的金属工件中产生的摩擦搅拌焊道保留在接近最终成形的和/或最终成形的金属工件中。换句话说，金属工件上的摩擦搅拌焊道没有在精加工步骤中去除。因此，根据本公开的各方面，避免了对耦接器或其他增强部件零件(例如铆钉、紧固件等)的需要。

此外，本公开包括根据以下条款的实施例：

条款1.一种用于制造由金属成形的热处理结构的方法(10、20)，该方法包括：步骤(14、22)，对处于退火状态的初步成形的金属工件(90) 执行第一热处理工艺，以将初步成形的金属工件从退火状态转变为第一硬化状态，初步成形的金属工件包括至少一个摩擦搅拌焊道(92)；步骤(16、 24)，在初步成形的金属工件处于第一硬化状态时将初步成形的金属工件成形为成形的金属工件，该成形的金属工件包括接近最终成形的金属工件 (114b、114c、114d)或最终成形的金属工件(114e、120)中的一者；以及步骤(18、26)，对成形的工件执行第二热处理工艺，以将成形的金属工件从第一硬化状态转变为第二硬化状态。

条款2.根据条款1所述的方法(10、20)，其中，将初步成形的金属工件(90)成形为成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)的步骤(16、24)包括使用至少一种成形工艺以将初步成形的金属工件成形为成形的金属工件。

条款3.根据条款1或2所述的方法(10、20)，其中，成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)为接近最终成形的金属工件(114b、 114c、114d)，该方法还包括：在接近最终成形的金属工件处于第二硬化状态时将接近最终成形的金属工件成形为最终成形的金属工件(114e、 120)。

条款4.根据条款1至3中任一项所述的方法(10、20)，其中，成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)包括最终成形的金属工件 (114e、120)，该方法还包括：步骤(52)，使用多种成形工艺以将初步成形的金属工件(90)成形为最终成形的金属工件。

条款5.根据条款1至4中任一项所述的方法(10、20)，其中，成型工艺选自由以下构成的组：超塑性成形工艺、超塑性/扩散压合成形工艺、成形模成形工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。

条款6.一种用于制造由金属成形的热处理结构的方法(30、40、50、 60)，该方法包括：步骤(32)，对初步成形的金属工件(90)执行第一热处理工艺，以将初步成形的金属工件转变为第一硬化状态以产生第一硬化的金属工件，初步成形的金属工件处于退火状态且包括至少一个摩擦搅拌焊道(92)；步骤(34)，对第一硬化的金属工件执行第二热处理工艺，以将第一硬化的金属工件转变为第二硬化状态以产生第二硬化的金属工件；以及步骤(36、37)，将第二硬化的金属工件成形为成形的金属工件(114b、 114c、114d、114e、120)，该成形的金属工件为接近最终成形的金属工件 (114b、114c、114d)或最终成形的金属工件(114e、120)中的一者。

条款7.根据条款6所述的方法(30、40、50、60)，其中，成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)包括至少一个摩擦搅拌焊道(92)。

条款8.根据条款6或7所述的方法(30、40、50、60)，其中，成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)包括接近最终成形的金属工件(114b、114c、114d)，该方法还包括：步骤(42)，在接近最终成形的金属工件处于第二硬化状态时将接近最终成形的金属工件成形为最终成形的金属工件(114e、120)。

条款9.根据条款6至8中任一项所述的方法(30、40、50、60)，其中，成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)包括接近最终成形的金属工件(114b、114c、114d)，并且该方法还包括以下步骤(52)：在接近最终成形的金属工件处于第二硬化状态时使用多种成形工艺将接近最终成形的金属工件成形为最终成形的工件(114e、120)。

条款10.根据条款6至9中任一项所述的方法(30、40、50、60)，其中，成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)包括接近最终成形的金属工件(114b、114c、114d)，并且该方法还包括以下步骤：在接近最终成形的金属工件处于第二硬化状态时使用至少一种爆炸成形工艺，以将接近最终成形的金属工件成形为最终成形的工件(114e、120)。

条款11.根据条款1至10中任一项所述的方法(10、20、30、40、 50、60)，其中，在对初步成形的金属工件(90)执行第一热处理工艺的步骤(14、22、32)之前，还包括：步骤(12)，在金属板材处于退火状态时将金属板材成形为初步成形的金属工件。

条款12.根据条款11的方法(10、20、30、40、50、60)，其中，使金属板材成形的步骤(12)还包括：将金属板材轧制成初步成形的金属工件。

条款13.根据条款11或12所述的方法(10、20、30、40、50、60)，其中，使金属板材成形的步骤(12)还包括：在金属板材处于退火状态时使金属板材成形，该成形工艺选自由以下构成的组：超塑性成形工艺、超塑性/扩散压合成形工艺、成形模成形工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。

条款14.根据条款11至13中任一项所述的方法(10、20、30、40、 50、60)，其中，在金属板材处于退火状态时将金属板材成形为初步成形的金属工件(90)的步骤(12)还包括：将板材成形为初步成形的工件(114b、 114c、114d)，其中，所述初步成形的工件为圆锥形金属工件或截头圆锥形金属工件。

条款15.根据条款1至14中任一项所述的方法(10、20、30、40、 50、60)，其中，执行第一热处理工艺和第二热处理工艺的步骤(14、18、 22、26、32、34)还包括：对处于第一硬化状态的初步成形的金属工件(90) 执行至少一个时效硬化工艺；以及对处于第二硬化状态的成形的金属工件 (114b、114c、114d、114e、120)执行至少一个时效硬化工艺；其中，第一硬化状态包括第一时效硬化状态，并且第二硬化状态包括第二时效硬化状态。

条款16.根据条款1至15中任一项所述的方法(10、20、30、40、 50、60)，其中，执行第一热处理工艺的步骤(14、22、32)包括：对初步成形的金属工件(90)执行自然老化工艺。

条款17.根据条款1至16中任一项所述的方法(10、20、30、40、 50、60)，其中，执行第一热处理工艺的步骤(14、22、32)包括：对金属进行固溶热处理并使初步成形的金属工件(90)自然老化。

条款18.根据条款1至17中任一项所述的方法(10、20、30、40、 50、60)，其中，执行第一热处理工艺的步骤(14、22、32)包括：对初步成形的金属工件执行T-4热处理工艺。

条款19.根据条款1至18中任一项所述的方法(10、20、30、40、 50、60)，其中，执行第二热处理工艺的步骤(18、26、34)包括：对成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)执行人工老化工艺。

条款20.根据条款1至19中任一项所述的方法(10、20、30、40、 50、60)，其中，执行第二热处理工艺的步骤(18、26、34)包括：对成形的金属构件(114b、114c、114d、114e、120)执行固溶热处理工艺；以对成形的金属工件执行人工老化工艺。

条款21.根据条款1至20中任一项所述的方法(10、20、30、40、 50、60)，其中，执行第二热处理工艺的步骤(18、26、34)包括执行T-6 热处理工艺。

条款22.根据条款1至21中任一项所述的方法(10、20、30、40、 50、60)，其中，将初步成形的金属工件成形为成形的工件的步骤(16、 24)包括：使用选自由以下构成的组的至少一种成形工艺：超塑性成形工艺、超塑性/扩散压合成形工艺、成形模成形工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。

条款23.根据条款1至22中任一项所述的方法(10、20、30、40、 50、60)，其中，成形的工件(114b、114c、114d、114e、120)为接近最终成形的金属工件(114b、114c、114d)，该方法还包括：在接近最终成形的金属工件处于第二硬化状态时将接近最终成形的金属工件成形为最终成形的金属工件(114e、120)。

条款24.根据条款1至23中任一项所述的方法(10、20、30、40、 50、60)，其中，成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)为最终成形的金属工件(114e、120)，并且该方法还包括：使用选自由以下构成的组的至少一种成形工艺将初步成形的金属工件(90)成形为最终成形的金属工件：超塑性成形工艺、超塑性/扩散压合成形工艺、成形模成形工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。

条款25.一种金属结构，由根据条款1至24中任一项所述的方法(10、 20、30、40、50、60)成形。

条款26.根据条款25所述的金属结构，其中，所述金属包括铝或铝合金。

条款27.根据条款25或26所述的金属结构，其中，所述结构为环形的。

条款28.根据条款25至27中任一项所述的金属结构，其中，所述结构为用在发动机舱(132)中的唇缘蒙皮(120)。

条款29.根据条款25至28中任一项所述的金属结构，其中，所述金属结构体为处于所述第二硬化状态的热处理结构。

条款30.一种用在飞机(130)上的发动机舱(132)，所述发动机舱包括：由已被热处理的金属制成的唇缘蒙皮(120)，所述唇缘蒙皮包括至少一个摩擦搅拌焊道(92)。

条款31.根据条款30所述的发动机舱(132)，其中，所述唇缘蒙皮 (120)使用条款1至24中任一项所述的方法(10、20、30、40、50、60) 来成形。

当然，在不脱离本文所提出的各方面的基本特征的情况下，本公开的各方面可以以不同于本文具体阐述的那些方式的其他方式来执行。所提出的方面在所有方面均应被认为是说明性的而非限制性的，并且落入所附权利要求的含义和等同范围内的所有变化都旨在被包含在所附权利要求中。

Claims (17)

1.一种用于制造由金属成形的热处理结构的方法(10、20)，所述方法包括：

步骤(14、22)，对处于退火状态的初步成形的金属工件(90)执行第一热处理工艺，以将所述初步成形的金属工件从退火状态转变为第一硬化状态，所述初步成形的金属工件包括至少一个摩擦搅拌焊道(92)；

步骤(16、24)，在所述初步成形的金属工件处于所述第一硬化状态时将所述初步成形的金属工件成形为成形的金属工件，所述成形的金属工件包括接近最终成形的金属工件(114b、114c、114d)和最终成形的金属工件(114e、120)中的一者；以及

步骤(18、26)，对所述成形的金属工件执行第二热处理工艺，以将所述成形的金属工件从所述第一硬化状态转变为第二硬化状态，

其中，执行第一热处理工艺的步骤(14、22、32)包括：

对所述初步成形的金属工件执行T-4热处理工艺。

2.根据权利要求1所述的方法(10、20)，其中，将所述初步成形的金属工件(90)成形为所述成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)的步骤(16、24)包括使用至少一种成形工艺以将所述初步成形的金属工件成形为所述成形的金属工件。

3.根据权利要求1所述的方法(10、20)，其中，所述成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)为所述接近最终成形的金属工件(114b、114c、114d)，所述方法还包括：

在所述接近最终成形的金属工件处于所述第二硬化状态时将所述接近最终成形的金属工件成形为所述最终成形的金属工件(114e、120)。

4.根据权利要求1所述的方法(10、20)，其中，所述成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)包括所述最终成形的金属工件(114e、120)，所述方法还包括：

步骤(52)，使用多种成形工艺以将所述初步成形的金属工件(90)成形为所述最终成形的金属工件。

5.根据权利要求1所述的方法(10、20)，其中，成形工艺选自由以下构成的组：超塑性成形工艺、超塑性/扩散压合成形工艺、成形模成形工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。

6.根据权利要求1所述的方法(10、20、30、40、50、60)，其中，在对所述初步成形的金属工件(90)执行第一热处理工艺的步骤(14、22、32)之前，还包括：

步骤(12)，在金属板材处于所述退火状态时将所述金属板材成形为所述初步成形的金属工件。

7.根据权利要求6所述的方法(10、20、30、40、50、60)，其中，将金属板材成形的步骤(12)还包括：

将所述金属板材轧制成所述初步成形的金属工件。

8.根据权利要求6所述的方法(10、20、30、40、50、60)，其中，将金属板材成形的步骤(12)还包括：

在所述金属板材处于所述退火状态时将所述金属板材成形，成形工艺选自由以下构成的组：超塑性成形工艺、超塑性/扩散压合成形工艺、成形模成形工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。

9.根据权利要求1所述的方法(10、20、30、40、50、60)，其中，执行第一热处理工艺和第二热处理工艺的步骤(14、18、22、26、32、34)还包括：

对处于所述第一硬化状态的所述初步成形的金属工件(90)执行至少一种时效硬化工艺；以及

对处于所述第二硬化状态的所述成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)执行至少一种时效硬化工艺；

其中，所述第一硬化状态包括第一时效硬化状态，并且所述第二硬化状态包括第二时效硬化状态。

10.根据权利要求1所述的方法(10、20、30、40、50、60)，其中，执行第一热处理工艺的步骤(14、22、32)包括：

对所述初步成形的金属工件(90)执行自然老化工艺。

11.根据权利要求1所述的方法(10、20、30、40、50、60)，其中，执行第一热处理工艺的步骤(14、22、32)包括：

对所述金属进行固溶热处理并使所述初步成形的金属工件(90)自然老化。

12.根据权利要求1所述的方法(10、20、30、40、50、60)，其中，执行第二热处理工艺的步骤(18、26、34)包括：

对所述成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)执行人工老化处理。

13.根据权利要求1所述的方法(10、20、30、40、50、60)，其中，执行第二热处理工艺的步骤(18、26、34)包括：

对所述成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)执行固溶热处理工艺；以及

对所述成形的金属工件执行人工老化处理。

14.根据权利要求1所述的方法(10、20、30、40、50、60)，其中，执行第二热处理工艺的步骤(18、26、34)包括执行T-6热处理工艺。

15.根据权利要求1所述的方法(10、20、30、40、50、60)，其中，将所述初步成形的金属工件成形为所述成形的金属工件的步骤(16、24)包括：

使用选自由以下构成的组的至少一种成形工艺：

超塑性成形工艺、超塑性/扩散压合成形工艺、成形模成形工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。

16.根据权利要求1所述的方法(10、20、30、40、50、60)，其中，所述成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)为所述接近最终成形的金属工件(114b、114c、114d)，所述方法还包括：

在所述接近最终成形的金属工件处于所述第二硬化状态时将所述接近最终成形的金属工件成形为所述最终成形的金属工件(114e、120)。

17.根据权利要求1所述的方法(10、20、30、40、50、60)，其中，所述成形的金属工件(114b、114c、114d、114e、120)为所述最终成形的金属工件(114e、120)，并且所述方法还包括：

使用选自由以下构成的组的至少一种成形工艺将所述初步成形的金属工件(90)成形为所述最终成形的金属工件：超塑性成形工艺、超塑性/扩散压合成形工艺、成形模成形工艺、爆炸成形工艺、以及它们的组合。

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