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超塑性合金
作者:admin 发布时间:2021-11-28 22:32点击:
超塑性合金是指那些具有超塑性的金属材料。超塑性是一种奇特的现象。具有超塑性的合金能像饴糖一样伸长10倍、20倍甚至上百倍,既不出现缩颈,也不会断裂。超塑性是指材料在一定的内部条件和外部条件下,呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。超塑性的特点有大延伸率,无缩颈,小应力, 易成形。最近超塑性成形工艺将在航天、汽车、车厢制造等部门中广泛采用,所用的超塑性合金包括铝、镁、钛、碳钢、不锈钢和高温合金等
金属的超塑性现象,是英国物理学家森金斯在1928年发现的,他给这种现象做如下定义:凡金属在适当的温度下(大约相当于金属熔点温度的一半)变得像软糖一样柔软,而应变速度10毫米秒时产生本身长度三倍以上的延伸率,均属于超塑性。
最初发展的超塑性合金是一种简单的合金,如锡铅、铋锡等。一根铋锡棒可以拉伸到原长的19.5倍,然而这些材料的强度太低,不能制造机器零件,所以并没有引起人们的重视。
60年代以后,研究者发现许多有实用价值的锌、铝、铜合金中也具有超塑性,于是前苏联、美国和西欧一些国家对超塑性理论和加工发生了兴趣。特别在航空航天上,面对极难变形的钛合金和高温合金,普通的锻造和轧制等工艺很难成形,而利用超塑性加工却获得了成功。到了70年代,各种材料的超塑性成型已发展成流行的新工艺。
超塑性合金已有一个长长的清单,最常用的铝、镍、铜、铁、合金均有10~15个牌号,它们的延伸率在200~2000%之间。如铝锌共晶合金为1000%,铝铜共晶合金为1150%,纯铝高达6000%,碳和不锈钢在150~800%之间,钛合金在450~1000%之间。
在通常情况下,金属的延伸率不超过90%,而超塑性材料的最大延伸率可高达1000%~2 000%,个别的达到6000%。金属只有在特定条件下才显示出超塑性。在一定的变形温度范围内进行低速加工时可能出现超塑性。产生超塑性的合金,晶粒一般为微细晶粒,这种超塑性叫作微晶超塑性。有些金属受热达到某个温度区域时,会出现一些异常的变化,若使这种金属在内部结构发生变化的温度范围上下波动,同时又对金属施力,就会使金属呈现相变超塑性。
金属的超塑性现象,是英国物理学家森金斯在1928年发现的,他给这种现象做如下定义:凡金属在适当的温度下(大约相当于金属熔点温度的一半)变得像软糖一样柔软,而应变速度10毫米秒时产生本身长度三倍以上的延伸率,均属于超塑性。
最初发展的超塑性合金是一种简单的合金,如锡铅、铋锡等。一根铋锡棒可以拉伸到原长的19.5倍,然而这些材料的强度太低,不能制造机器零件,所以并没有引起人们的重视。
60年代以后,研究者发现许多有实用价值的锌、铝、铜合金中也具有超塑性,于是前苏联、美国和西欧一些国家对超塑性理论和加工发生了兴趣。特别在航空航天上,面对极难变形的钛合金和高温合金,普通的锻造和轧制等工艺很难成形,而利用超塑性加工却获得了成功。到了70年代,各种材料的超塑性成型已发展成流行的新工艺。
超塑性合金已有一个长长的清单,最常用的铝、镍、铜、铁、合金均有10~15个牌号,它们的延伸率在200~2000%之间。如铝锌共晶合金为1000%,铝铜共晶合金为1150%,纯铝高达6000%,碳和不锈钢在150~800%之间,钛合金在450~1000%之间。
在通常情况下,金属的延伸率不超过90%,而超塑性材料的最大延伸率可高达1000%~2 000%,个别的达到6000%。金属只有在特定条件下才显示出超塑性。在一定的变形温度范围内进行低速加工时可能出现超塑性。产生超塑性的合金,晶粒一般为微细晶粒,这种超塑性叫作微晶超塑性。有些金属受热达到某个温度区域时,会出现一些异常的变化,若使这种金属在内部结构发生变化的温度范围上下波动,同时又对金属施力,就会使金属呈现相变超塑性。
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