文档介绍：第3章超塑性材料的制备与加工 概述 超塑性现象 超塑性材料的制备技术 超塑性成形技术 超塑性成形产品缺陷及预防措施 超塑性变形过程中的组织变化 展望
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概述
概述
超塑性
特定条件
▲内在条件:晶粒形状及尺寸,相变及再结晶等;
▲外在条件:变形温度、应变速率
材料在特定条件下,呈现出异常塑性的现象
异常塑性
▲异常低的流变抗力
▲异常高的流变性能(如很大的延伸率)
有色金属:δ≥200%;
可锻造的黑色金属:δ≥100%;
脆性材料压缩:呈现出明显的塑性
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超塑性是材料本身的塑性
组织、相变
再结晶、固
溶度变化等
开发材料
塑性的潜力
变形温度
变形速度
外部
因素
内部
因素
相互协调
保持合理
平衡
概述
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超塑性的发展
1920年,发现Zn4Cu7Al合金低速弯曲时,可弯曲近180°
1934年,英国发现Pb-Sn共晶合金在室温低速拉伸时可以得到近乎无颈缩的2000%的延伸率
第二次世界大战期间,由于战争的影响,这方面的研究没有进行下去
1945年前苏联发现Zn-Al共析合金具有异常高的延伸率并提出“超塑性”这一名词
1964年,美国提出了应变速率敏感性指数:m值这个新概念,为超塑性研究奠定了基础
概述
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超塑性的分类
恒温超塑性(微细晶粒超塑性)
相变超塑性
其它超塑性
按照实现超塑性的条件(组织、温度、应力状态等)一般分为以下几种:
概述
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1)恒温超塑性 (也称微细晶粒超塑性)
成形条件
稳定的等轴微细晶粒组织(~5μm )
一定的温度区间(Ts=~,Ts和Tm分别为超塑变形和材料熔点温度的绝对温度)
一定的变形速度(应变速率在10-4~10-1/S之间)
概述
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2)相变超塑性 在一定温度范围和负荷条件下, 经过多次循环相变同素异形转变获得大延伸。
σ
σ
T
t
相变温度
特点
具有相变的金属及合金都可通过相变过程实现超塑性
变形初期时每一次循环的变形量( )比较小,而在一定次数之后,每一次循环可以得到逐步加大的变形,到断裂时,可以累积为大延伸。
概述
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3)其它超塑性
在消除应力退火过程中可以得到超塑性
Al-5%Si及Al-4%Cu合金在溶解度曲线上下施以循环加热可以得到超塑性
在具有异向性热膨胀的材料如U,Zr等,加热时可有超塑性,称为异向超塑性
球墨铸铁及灰铸铁经特殊处理也可得到超塑性
由于技术较复杂,目前只限于实验室研究
概述
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超塑性的特点
因此在比常规变形低得多的载荷下,可以成形出高质量、高精度的薄壁、薄腹板、高肋的和其它形状复杂的制品,并且可以复制出模具上的精细的纹路和线条。
超塑性材料具有较低的流动应力
比常规变形高一个数量级以上的伸长率
良好的流动性
复制性
晶界滑移变形的比例大幅度提高
概述
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镁合金精密齿轮
300℃,1×10-3/s,约1000秒完成
概述
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