這是一個(gè)關(guān)于材料超塑性及應(yīng)用PPT，包括了概述，超塑性現(xiàn)象，超塑性材料的制備技術(shù)，超塑性成形技術(shù)，超塑性成形產(chǎn)品缺陷及預(yù)防措施，超塑性變形過程中的組織變化，展望等內(nèi)容，第3章 超塑性材料的制備與加工 3.1 概述 3.2 超塑性現(xiàn)象 3.3 超塑性材料的制備技術(shù) 3.4 超塑性成形技術(shù) 3.5 超塑性成形產(chǎn)品缺陷及預(yù)防措施 3.6 超塑性變形過程中的組織變化 3.7 展望 超塑性是材料本身的塑性 3.1.3 超塑性的分類 1）恒溫超塑性 （也稱微細(xì)晶粒超塑性） 2）相變超塑性 在一定溫度范圍和負(fù)荷條件下， 經(jīng)過多次循環(huán)相變同素異形轉(zhuǎn)變獲得大延伸。3）其它超塑性在消除應(yīng)力退火過程中可以得到超塑性 Al-5%Si及Al-4%Cu合金在溶解度曲線上下施以循環(huán)加熱可以得到超塑性在具有異向性熱膨脹的材料如U，Zr等，加熱時(shí)可有超塑性，稱為異向超塑性球墨鑄鐵及灰鑄鐵經(jīng)特殊處理也可得到超塑性 3.1.4 超塑性的特點(diǎn)鎂合金精密齒輪 Zr-Ti-Ni-Cu-Be精密器件 齒輪 凸輪 3.2超塑性現(xiàn)象 3.2.1 超塑性本構(gòu)方程 對(duì)于普通材料，在進(jìn)行單向拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，很容易在局部產(chǎn)生頸縮，引起頸縮處的局部變形速度增加，由于m較小，流動(dòng)應(yīng)力對(duì)應(yīng)變速率不十分敏感，當(dāng)變形超過一定限度，就會(huì)在頸縮處發(fā)生斷裂。超塑性材料由于m值較大，使得流動(dòng)應(yīng)力對(duì)應(yīng)變速率非常敏感，頸縮處的局部變形速度的增加，會(huì)使該區(qū)流動(dòng)應(yīng)力得到明顯提高，使頸縮處發(fā)生顯著硬化，變形就會(huì)轉(zhuǎn)移到其它部位，從而可獲得較大的延伸率，歡迎點(diǎn)擊下載材料超塑性及應(yīng)用PPT哦。

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第3章 超塑性材料的制備與加工 3.1 概述 3.2 超塑性現(xiàn)象 3.3 超塑性材料的制備技術(shù) 3.4 超塑性成形技術(shù) 3.5 超塑性成形產(chǎn)品缺陷及預(yù)防措施 3.6 超塑性變形過程中的組織變化 3.7 展望 超塑性是材料本身的塑性 3.1.3 超塑性的分類 1）恒溫超塑性 （也稱微細(xì)晶粒超塑性） 2）相變超塑性 在一定溫度范圍和負(fù)荷條件下， 經(jīng)過多次循環(huán)相變同素異形轉(zhuǎn)變獲得大延伸。3）其它超塑性在消除應(yīng)力退火過程中可以得到超塑性 Al-5%Si及Al-4%Cu合金在溶解度曲線上下施以循環(huán)加熱可以得到超塑性在具有異向性熱膨脹的材料如U，Zr等，加熱時(shí)可有超塑性，稱為異向超塑性球墨鑄鐵及灰鑄鐵經(jīng)特殊處理也可得到超塑性 3.1.4 超塑性的特點(diǎn)鎂合金精密齒輪 Zr-Ti-Ni-Cu-Be精密器件 齒輪 凸輪 3.2超塑性現(xiàn)象 3.2.1 超塑性本構(gòu)方程 對(duì)于普通材料，在進(jìn)行單向拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，很容易在局部產(chǎn)生頸縮，引起頸縮處的局部變形速度增加，由于m較小，流動(dòng)應(yīng)力對(duì)應(yīng)變速率不十分敏感，當(dāng)變形超過一定限度，就會(huì)在頸縮處發(fā)生斷裂。超塑性材料由于m值較大，使得流動(dòng)應(yīng)力對(duì)應(yīng)變速率非常敏感，頸縮處的局部變形速度的增加，會(huì)使該區(qū)流動(dòng)應(yīng)力得到明顯提高，使頸縮處發(fā)生顯著硬化，變形就會(huì)轉(zhuǎn)移到其它部位，從而可獲得較大的延伸率。 3.2.2 超塑性變形機(jī)理 3.3 細(xì)晶超塑性材料制備技術(shù) 3.3.1 微細(xì)晶粒超塑性材料 鋼鐵材料 陶瓷材料    硬度高、脆性大、難于塑性加工 熔點(diǎn)高、無法鑄造成形  3.3.2 細(xì)晶超塑性的組織必要條件 1）晶粒度：一般需要在10微米以下 2）第二相的存在：含量1%-50% 3）第二相的強(qiáng)度：與母相相同 4）晶界結(jié)構(gòu)：大角度晶界 5）晶界遷移：容易擴(kuò)散，易于遷移 6）晶粒形狀：須等軸晶 7）晶界的抗拉伸分離能力：強(qiáng) 含有析出過程的高強(qiáng)度7475鋁合金的熱處理及加工工藝過程如圖 （2）形變熱處理含1.6%C的超高碳鋼 軸承鋼SUJ-2 采用形變熱處理方法可以得到由約0.8μm的微細(xì)晶粒和約3μm的球狀所組成的均勻的組織，最大延伸率可達(dá)到850%。雙相合金組織細(xì)化工藝 （3）相變點(diǎn)附近的熱循環(huán)（4）快速凝固粉末燒結(jié)法（5）噴射霧化沉積（6）連續(xù)鑄軋、快速冷卻（7）等通道擠壓工藝方法 小結(jié)： 晶粒細(xì)化的具體工藝方法 3.4超塑性成形技術(shù) 2）拉深 3）無模拉絲 4）超塑性擠壓、閉式模鍛 5）粉末熱壓縮超塑性鍛造IN100渦輪盤 6）超塑性脹形與擴(kuò)散連接復(fù)合工藝 (SPF/DB) SPF/DB工藝流程 SPF/PD典型成形結(jié)構(gòu) b) 由兩張板坯先擴(kuò)散連接，而后其中一張板坯氣脹成內(nèi)腔結(jié)構(gòu) c) 由三張或三張以上板坯先擴(kuò)散連接，而后氣脹成夾層結(jié)構(gòu) SPF/DB技術(shù)的特點(diǎn) （7）超塑性模鍛 普通模鍛適于承重載荷部件的加工鍛件通常作毛坯，需再經(jīng)切削加工而制成零件，金屬損耗大對(duì)難加工材（如Ti、高溫合金），變形抵抗過大、機(jī)械加工困難超塑性模鍛的特點(diǎn) ◆根據(jù)超塑性存在條件，超塑性模鍛要求坯料在成形過程中保持恒溫，即將模具和變形合金加熱到同一溫度。 ◆由此可以避免難變形材料表面激冷和產(chǎn)生裂紋的問題，并且由于金屬流動(dòng)的均勻性得到很大的改善，可以使整個(gè)零件得到均勻一致的力學(xué)性能。由于超塑性模鍛尺寸精度高，因此，在鍛件設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)上，與普通模鍛是有區(qū)別的。一般在模具設(shè)計(jì)上，超塑性模鍛與等溫模鍛基本相同。 （a）鈦合金 采用超塑性模鍛可以克服普通鍛造方法生產(chǎn)鈦合金精密零件的不足。 TC4是比較典型的α+β型合金。其研究歷史比較長，在航空、航天領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛。在超細(xì)晶粒條件下（～3μm），TC4鈦合金在約900℃、應(yīng)變速率約5×10-3/S為條件下的延伸率可達(dá)1000%以上，采用現(xiàn)有的鍛壓設(shè)備就可以進(jìn)行超塑性成形。 3.5 超塑性變形過程中的組織變化（2）晶粒長大 在大部分情況下，超塑性變形溫度在0.5-0.7Tm范圍內(nèi)，從熱力學(xué)上講，是不穩(wěn)定的，因此，在未變形時(shí)的高溫保溫過程中也可以發(fā)現(xiàn)晶粒長大， 但是， 此時(shí)晶粒長大的程度及速度都不如在同一溫度下超塑性變形時(shí)的大 Zn-0.4%Al 原因： ◆高溫變形使晶體缺陷（空位、位錯(cuò)）濃度和密度增加，促進(jìn)擴(kuò)散過程，引起晶粒長大； ◆超塑性變形時(shí)，晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)使位向接近的晶粒合并，使晶粒長大。 (3) 晶粒沿拉伸方向被拉長（4）無位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)（5）形成孔洞 3.6 細(xì)晶超塑性產(chǎn)品缺陷及預(yù)防措施 ●內(nèi)部缺陷內(nèi)部孔洞：由較細(xì)部位變形速度加大而引起的。會(huì)影響材料的抗疲勞、抗蠕變、抗應(yīng)力松弛、耐腐蝕、耐磨等性能。 采取措施：晶粒微細(xì)化、控制變形溫度和應(yīng)變速率、施加反向壓力。晶粒過細(xì)：造成室溫變形抗力依然低，影響產(chǎn)品的強(qiáng)度、硬度、抗蠕變等性能。 采取措施：成形后退火板成形時(shí)缺陷的產(chǎn)生及對(duì)策體積成形時(shí)缺陷的產(chǎn)生及防止方法 3.7 相變超塑性又稱變態(tài)超塑性，轉(zhuǎn)變超塑性或第二類超塑性 相變（Phase Transformation）： 同一成分的材料，隨著溫度的變化具有兩種以上的穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)，這兩種晶體結(jié)構(gòu)相互變化的現(xiàn)象，稱為相變 （金剛石與石墨，鐵素體與奧氏體）相變超塑性（Transformation Superplasticity）:隨著相變的進(jìn)行和發(fā)生，在較低的應(yīng)力作用下，不形成頸縮而得到百分之百以上的巨大變形的現(xiàn)象相變超塑性的必要條件材料具備固態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變能力施加應(yīng)力作用在相變溫度區(qū)內(nèi)循環(huán)加熱和冷卻相變超塑性的控制因素溫度梯度：ΔT=T上-T下加熱冷卻速度循環(huán)次數(shù) 3.7.3 相變超塑性加工技術(shù)及應(yīng)用加壓回火固相結(jié)合相變超塑性是由于相變界面的活性而產(chǎn)生的現(xiàn)象，所以作為應(yīng)用技術(shù)最多的仍然是固相結(jié)合碳素工具鋼(SK5，0.96%)與碳素工具鋼之間，鑄鐵(FC30)與鑄鐵之間以及灘港與鑄鐵之間，可以通過相變超塑性壓接在一起，可以得到界面完全消失，連續(xù)的組織彌補(bǔ)鑄造缺陷將鑄件中有缺陷的部分切掉，塞入無缺陷的同種材質(zhì)體棧，周圍填充粉末，然后邊加壓邊在相變點(diǎn)附近進(jìn)行熱循環(huán)。促進(jìn)擴(kuò)散細(xì)化組織、提高強(qiáng)韌性 研究的熱點(diǎn)問題 （1）超塑性的研究涉及冶金、材料學(xué)、金屬物理、塑性力學(xué)等諸多領(lǐng)域，超塑性材料也已向非金屬材料、復(fù)合材料等方面擴(kuò)展。（2）超塑性成形技術(shù)的歷史較短，仍屬于一種新興的工藝，需要不斷地進(jìn)行發(fā)展和完善。 The EndWxD紅軟基地