文档介绍：现代材料学(报告)学生姓名:孙志伟学号:S专业班级:动力工程及工程热物理化研15-2编号题目1材料的超塑性23前言材料是工程科学的重要基础,一切科学研究都以材料为载体。现如今材料学已经成为热门学科。材料学也是一门复杂的课程,其覆盖面很广。现代材料学以传统材料学为基础,重点介绍了代表材料科学研究和应用前沿的各种新材料,阐述了材料科学的基本概念、研究方法以及各种新材料的发展和应用等。通过课堂老师的讲解,我对现代材料也有了深入的认识。感谢老师在课堂上的精心讲解。材料的超塑性是我的研究方向,因此本文主要讲述了材料的超塑性及其应用。目录一、超塑性的发展 1二、超塑性分类 2三、超塑性变形的组织结构变化 3四、超塑性变形机理 3五、超塑成形优缺点 6六、超塑性在塑性加工工程中的应用 7七、铝合金超塑性应用概述 8一、超塑性的发展超塑性是指材料在一定的内部条件(如晶粒形状及尺寸、相变等)和外部条件下(如温度、应变速率等),呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。通常,当延伸率δ>100%或应变速率敏感性指数m>,即认为材料具有超塑性。上个世纪20、30年代,人们在对金属变形的研究中,发现某些金属在一定的条件下具有大大超过一般塑性的特异性能,引起人们广泛的兴趣和重视。-4Cu-7Al合金在低速弯曲时,可以弯曲近180度仍未出现裂纹。将其进行拉伸,也发现材料的塑性与加载速度密切相关的类似现象。此后在1924年,Sauveur发现在接近相变温度区域内的扭曲量特别大。,试棒的长度几乎可达到原始长度的20倍,引起人们的强烈反响,但可能由于第二次世界大战原因被搁置下来,这个时期也是超塑性发展的萌芽时期。直到1945年,,并首次提出“超塑性”这一术语。、条件和基本原理,对各国学者在超塑性方面的研究成果做了全面的介绍。,引入了与变形应力有关的应变速率敏感性指数m,提出了应力σ与应变速率ε的关系。从1948年到1967年这一阶段是对超塑性机理的研究的兴盛时期。晶界滑移机理、晶内滑移机理、扩散蠕变机理、及再结晶机理等都是这一阶段提出来的。这阶段也是超塑性发展的奠基时期。从60年代末到70年代初,超塑性研究进入了发展时期,1968年,英国Leyland汽车公司生产了工业用Zn-22%Al共析合金,利用超塑性成形制成了小轿车上盖和汽车车门内板,开创了超塑性应用先例。-22%Al共析合金管吹制成具有鼓胀凸肚及精细花纹的花瓶,说明超塑性合金适于制造形状复杂的精密零件。由此将超塑性成形技术引入精密零件成形领域。70年代初,,制造出了形状复杂的钛合金整体结构件,从而带来了钛合金制造工艺上的技术性革命。这个时期,世界各国都在寻求超塑性金属材料,目前超塑性金属和合金已经发展到200种以上。美国航空与航天工业的几个发展计划表明,超塑性成形与扩散连接工艺相结合,能制造复杂的钛合金零件。这些计划还表明与采用普通钛合金结构相比交,节约成本50%,减轻重量30%。在英国,也应用了铝锂合金、钛合金在飞机构件上。日本对超塑性的研究开始较晚是60年代中期开始的,比美国少晚,但发展速度很快,在应用方面做了大量的工作,后来居上,大有超过西方国家之趋势。我国对超塑性的研究开始较晚,60年代中期才开始有学者收集资料并进行研究分析,在超塑性的研究和应用方面有了较大的进展,基本与国际同步。目前超塑性材料研究范围更是广泛,已经从金属间化合物、金属复合材料、陶瓷材料等金属材料的范畴到非金属材料。这些新型超塑性材料具有特殊的优越性能和应用价值,这些材料为今后的工业应用提供了一条方便、经济、有效的途径。高应变速率的超塑性,是目前超塑性研究的热点和未来研究的重要方向之一。国外的研究表明,通过机械合金化、非结晶粉墨固化和物理雾化沉淀等方法减少晶粒尺寸,可获得高应变速率条件下的超塑性,这方面的研究日本处于领先水平。二、超塑性分类对超塑性的分类,目前,按照材料变形特点和所处状态,可以分为组织超塑性、相变超塑性和其他超塑性三类。1)组织超塑性又称细晶超塑性或恒温超塑性。需要满足三个条件:晶粒度细小、变形温度恒定、应变速率缓慢。一般超塑性多属这一类。晶粒细小指的是材料具有微细等轴晶粒,并且在超塑性变形温度下晶粒不易长大,即所谓的热稳定性好。变