超塑性成型

合集下载

对超塑性成型的认识

对超塑性成型的认识一.超塑性的简介及发展历史超塑性是指材料在一定的内部（组织）条件啊（如晶粒尺寸及形状、相变等)和外部(环境)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(如大的延伸率)的现象。

超塑性的特点有大延伸率，无缩颈（小缩颈），小应力，易成形。

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。

金属的超塑性现象，是英国物理学家森金斯在1982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。

现在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。

实现超塑性的主要条件是一定的变形温度和低的应变速率，这时合金本身还要具有极为细小的等轴晶粒（直径五微米以下），这种超塑性称为超细晶粒超塑性。

还有一些钢，在一定的温度下组织中的相发生转变，在相变点附近加工也能完成超塑性，称为相变超塑性。

超塑加工具有很大的实用价值，只要很小的压力就能获得形状非常复杂的制作。

2特种塑性成形-超塑性

结论：（1）提高宏观变形均匀性，可通过提高n和m值实现；（2）超塑性变形的进行主要依赖m值，均匀变形主要在准稳定阶段。（3）一般塑性材料m值较小，均匀变形主要在稳定阶段,依赖n值。
为什么超塑性定义中，可以用m>0.3？为什么m物理意义可以表示材料抗缩颈的能力？
影响超塑性和应变速率敏感性指数的各种因素
两相组织的影响两相晶粒可以互相阻碍在变形过程中的长大。两项分布越均匀，两相的体积比越接近1 时，热稳定性越好，对超塑性变形越有利。否则，第二相晶粒很少，同相晶粒聚合机会大大增加。
§2.3 超塑性变形机理
超塑性变形过程中金属组织变化的特点（1）晶粒长大、趋于（保持）等轴化；（2）晶粒的滑动、转动和换位；（3）由于晶界滑移，将在晶界附近产生大量位错，为保证变形进行，位错以攀移和相消方式松弛应力；（4）材料内部出现空洞。
4、超塑性流动应力本构方程、m的物理意义
5、组织超塑性变形机制
作业
请同学自己查找一种超塑性材料，下节课请1—2位同学采用 PPT形式向大家分享这种材料的超塑性变形机制、实现超塑性的条件等。
特定的内部和外部条件
超塑性是指：材料在特定内部和外部条件下具有异常高的塑性指标，这种现象称为超塑性。
超塑性分类
组织超塑性相变超塑性其它超塑性
组织（细晶）超塑性：
（1）变形前及变形中等轴细小晶粒（一般<10μm）；（2）变形温度恒定高温（0.5-0.7）Tm；（3）应变速率小
为什么有以上要求？普遍认为超塑性的发生主要依靠晶界滑移变形机制，晶界滑移本质上是晶界上原子扩散和位错运动的结果。
拉伸过程的三个阶段：（1）稳定阶段，第一个细颈点出现以前；（2）准稳定阶段，细颈扩散、转移，直到某一部位的细颈极度发展而转移不出去为止。此阶段的变形从细观上看不够均匀，但是由于细颈部分的应变强化和应变速率敏感性的作用，使不均匀性受到某种程度的抑制，以致变形有一种在不均匀中求均匀的趋势，以致宏观上大致是均匀变形。（3）失稳阶段

超塑性成形与扩散连接技术

提高产品质量和可靠性降低生产成本和能耗促进新产品的开发和上市增强企业竞争力和市场地位
汇报人：XX
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
智能化：通过引入人工智能、机器学习等技术，实现超塑性成形与扩散连接技术的智能化控制，提高生产效率和产品质量。
绿色化：在环保意识日益增强的背景下，超塑性成形与扩散连接技术将向更加环保、绿色的方向发展，减少对环境的负面影响。
航空航天领域：超塑性成形与扩散连接技术将进一步提高航空航天器的性能和可靠性。
比较：超塑性成形对材料的要求更为严格，需要材料具备较好的塑性变形能力，而扩散连接对材料的要求相对较为宽松。
应用范围：超塑性成形适用于轻质、薄壁、复杂结构件的制作，而扩散连接适用于金属、陶瓷、玻璃等材料的连接。
优点：超塑性成形与扩散连接技术能够提高材料成形极限，减少成形缺陷，提高产品质量。
缺点：超塑性成形与扩散连接技术需要较高的温度和压力，对设备要求较高，同时需要严格控制工艺参数，否则容易造成成形失败或产品质量问题。
材料的热膨胀系数、弹性模量、热导率等物理性能也是扩散连接的重要考虑因素。
扩散连接对材料的要求包括材料的纯净度、晶粒度、表面光洁度等。
材料的厚度、形状、尺寸等也会影响扩散连接的效果。
材料的可加工性、可焊性、可连接性等也是扩散连接需要考
虑的因素。
航空航天领域：连接不同材料，提高结构强度和疲劳性能
比较：超塑性成形与扩散连接技术在不同应用场景下各有优缺点，需要根据具体情况进行选择。
应用：超塑性成形与扩散连接技术在航空航天、汽车、精密机械等领域有广泛应用。
轻量化：超塑性成形与扩散连接技术将向更轻、更薄的方向发展，以满足现代工业对节能减排的需求。

超塑性成形的原理和应用

超塑性成形的原理和应用1. 超塑性成形的概念超塑性成形是一种可以在极高温度下并且应力条件下进行的金属塑性变形技术。

它的特点是在高温下，金属材料具有极高的塑性，可以在较小的应力下实现大变形。

超塑性成形主要应用于高温合金的成形加工，如航空航天零部件、发动机叶片和复杂形状的零件等。

2. 超塑性成形的原理超塑性成形的原理是通过改变金属材料的晶体结构和形变机制来实现。

在高温下，金属材料的晶体结构会发生变化，从原来的多晶结构转变为细小的晶粒。

这种细小晶粒的结构使得金属材料在高温下具有较高的塑性。

超塑性成形的变形机制主要有固溶变形机制和晶界滑移机制。

固溶变形机制是指在晶体内部出现位错和断裂，通过位错运动和撤消来实现变形。

晶界滑移机制是指晶界变形的滑移和滑动机制，在晶界上形成高密度的位错和滑移。

3. 超塑性成形的应用超塑性成形的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：3.1 航空航天领域在航空航天领域，超塑性成形可以用于制造各种复杂形状的零部件，如发动机叶片、涡轮盘等。

超塑性成形能够在一次成形过程中实现复杂形状的制造，不仅可以减少后续加工工序，还能够提高零件的质量和性能。

3.2 汽车制造领域在汽车制造领域，超塑性成形可以用于制造汽车车身和车身零部件。

通过超塑性成形，可以使得汽车的轻量化设计成为可能，提高汽车的燃油效率和性能。

3.3 铁路交通领域超塑性成形在铁路交通领域的应用主要集中在制造高速列车的车体和车轮等零部件。

通过超塑性成形，可以使得高速列车具有更好的抗风阻能力和稳定性，提高列车的运行速度和安全性。

3.4 石油化工领域在石油化工领域，超塑性成形可以用于制造各种复杂形状的化工设备，如反应器、换热器等。

超塑性成形能够使得化工设备具有更好的耐腐蚀性和耐压性，提高设备的使用寿命和效率。

3.5 其他领域此外，超塑性成形还可以应用于船舶制造、电子设备制造、科学研究等其他领域。

通过超塑性成形，可以制造出更加复杂和精密的零部件，提高产品的质量和性能。

金属超塑性成形的理论与实践研究

金属超塑性成形的理论与实践研究金属超塑性成形是一种新型的金属加工方法，它具有高精度、高效率、高质量的特点。

近年来，随着金属材料科学技术的发展，越来越多的研究者开始关注金属超塑性成形技术的发展。

本文主要介绍金属超塑性成形的理论与实践研究。

一、金属超塑性成形的概念金属超塑性成形是指在高温和高应变率下，金属材料表现出了极好的塑性变形和高度的变形容限。

这种性能在某些特殊工艺条件下，可以实现细节复杂、形状相对规则的零部件的加工。

金属超塑性成形在工业的应用领域非常广泛，尤其在航空、航天、汽车、电子、玻璃和陶瓷领域中占有重要的地位。

二、金属超塑性成形的理论金属超塑性成形理论主要包括两部分：材料理论和加工技术理论。

材料理论：金属超塑性成形的理论基础主要是材料的变形学和热力学。

材料的变形学研究材料在各种外力作用下的变形行为，包括刚性塑性变形、弹性变形和塑性变形等。

而热力学则是研究材料在加热和冷却过程中所产生的热量以及其对材料的影响。

加工技术理论：金属超塑性成形的加工技术理论主要包括加热加工、变形机制、变形控制和断裂行为等几个方面。

其中，加热加工是指将材料升温，使材料达到超塑变形温度；变形机制则是指材料的变形方式和变形过程。

变形控制是指采取合理的控制措施，使材料变形到设计的形状和尺寸。

而断裂行为则是指超塑材料在变形过程中的断裂机制和规律。

三、金属超塑性成形的应用金属超塑性成形技术在航空、航天、汽车、电子、玻璃和陶瓷领域中有着广泛的应用。

在航空和航天领域，金属超塑性成形技术被广泛用于制造各种零部件，如涡轮叶片、喷气发动机燃烧室和飞机机身等。

在汽车领域，金属超塑性成形技术可以用于制造车身外壳、排气管、油箱和变速器壳体等。

相较于传统的冲压技术，金属超塑性成形技术可以提高成形精度，减少板材的扭曲和变形。

在电子领域，金属超塑性成形技术可以用于制造微型零件，例如微型夹具、微型感应器、微型电机和半导体器件等。

在玻璃和陶瓷领域，金属超塑性成形技术可以用于制造高精度的模具，例如光纤芯棒、金属注塑机配件和玻璃成型机的零部件。

先进材料超塑成形技术

先进材料超塑成形技术先进材料超塑成形技术是一种利用特殊的工艺方法和控制技术，将金属材料在高温和高应变率条件下通过塑性变形成型的一种先进制造技术。

超塑成形技术能够制备出复杂几何形状的零件，并且具有优异的力学性能和表面质量。

本文将对超塑成形技术的原理、应用、发展现状和未来发展进行探讨。

超塑成形技术的原理主要是利用材料在高温和高应变率条件下的特殊塑性行为。

在高温下，材料的塑性变形能力会显著增强，可以实现超塑性变形。

高应变率条件下，由于材料的快速变形速率，可以避免材料的回弹和微观缺陷的形成，从而得到理想的成形零件。

超塑成形技术通常需要在高温下进行，因此需要使用专门设计的设备和控制系统来保持合适的温度和应变率。

超塑成形技术在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域具有广泛的应用前景。

在航空航天领域，超塑成形技术可以制造出轻量化的结构件，提高整体效能并减少燃料消耗。

在汽车制造领域，超塑成形技术可以制造出复杂形状和轻质的车身零件，提高车辆的安全性能和燃油经济性。

在医疗器械领域，超塑成形技术可以制造出精密的植入器械和医疗设备，提高治疗效果和患者的生活质量。

目前，超塑成形技术已经得到了广泛的研究和应用。

一些国家和地区已经建立了专门的研究中心和实验室，对超塑成形技术进行深入研究，并推动其产业化发展。

在实践中，超塑成形技术已经成功应用于一些特定领域的生产工艺中，取得了较好的成果。

然而，超塑成形技术还存在一些挑战和限制。

首先，高温和高应变率条件下材料容易发生晶粒长大和孔洞形成等缺陷，导致材料的力学性能下降。

其次，超塑成形技术的设备和工艺复杂，生产周期长，需要大量的热能和人工操作。

此外，超塑成形技术还需要对材料的力学性能和塑性变形行为进行深入研究，以满足不同应用领域对材料的要求。

未来，超塑成形技术的发展方向主要包括材料的改进、工艺的优化和设备的突破。

首先，需要开发出具有优异力学性能和高温稳定性的超塑性材料。

其次，需要改进超塑成形工艺，提高生产效率和产品质量。

超塑性成形资料

1.1超塑性的概念超塑性是指材料在特定条件下，表现出异常高的塑性而不产生缩颈与断裂的现象。

但至今还没有从物理本质上的确切定义。

有的以拉伸试验的延伸率来定义，认为 >200%即为超塑性；有的以应变速率敏感性指数m来定义，认为m>0.3，即为超塑性；还有的认为抗颈缩能力大，即为超塑性。

1.2超塑性的分类根据目前世界上各国学者研究的成果，按照实现超塑性的条件（组织，温度，应力状态等）可将超塑性分为三类：1.微晶组织超塑性（即恒温超塑性或结构超塑性）一般所指超塑性多属这类，它是国内外研究最多的一种。

当材料是微细的等轴晶粒组织，间距为0.5一5μm，温度大于该材料熔点温度的一半，应变速度为10-4一10-1/s之间时，材料拉伸断裂将呈现超塑性变形的能力。

2.相变超塑性（变温超塑性或动态超塑性）将材料在相变温度附近进行热循环，利用相变过程，每一次热循环贡献一小的应变，从而在多次热循环过程中获得大的延伸率。

3.内应力超塑性和相变超塑性一样进行热循环，利用材料的热膨胀系数的差异产生内应力，内应将有助于基体的塑性流动，从而使材料获得超塑性。

1.3超塑性的特点金属塑性成形时宏观变形有几个特点:大延伸、无缩颈、小应力、易成形。

（1）大变形：超塑性材料在单向时延伸率极高，有的可以到8000%表明超塑性材料在变形稳定性方面要比普通材料好很多。

这样使材料的成形性能大大改善，可以使许多形状复杂，一般难以成形的材料变形成为可能。

（2）无紧缩：超塑性材料的变形类似于粘性物质的流动，没有（或很小）应变硬化效应，但对应变速率敏感，当变形速度增大，材料会强化。

因此，超塑性材料变形时初期有紧缩形成，但由于紧缩部位变形速度增大而发生局部强化，而其余未强化部分继续变形，这样使紧缩传播出去，结果获得巨大的宏观均匀变形。

超塑性的无紧缩是指宏观上的变形结果，并非真的没有紧缩。

（3）小应力：超塑性材料在变形过程中，变形抗力可以很小，因为它具有粘性或半粘性流动的特点。

第二讲：超塑性成形

1920年，Rosenhain等最早发现Zn-4Cu-7Al合金系在低速弯曲时，可以弯曲近180˚。 1934年，英国的Pearson发现Pb-Sn(铅、锡)共晶合金在室温低速拉伸时，可以得到2000%的延伸率。 1945年，前苏联的Bochvar等发现Zn-Al共析合金具有异常高的延伸率，并提出“超塑性”的概念。 1964年，美国的Backofen对Zn-Al合金进行了系统研究，提出了应变速率敏感系数，为超塑性研究奠定了基础。 20世纪60年代后期及70年代，形成了超塑性研究的高潮。近几十年来，金属超塑性获得广泛应用。近年来，先进超塑性材料、高速超塑性、非理性超塑性成为研究热点。
超塑性成形的应用
SPF构件用料情通开式模锻比较，模具结构基本相同，但需
增加加热和保温装置。同时，由于应变速率要求在较低范围内，不能采用锤和热模锻压力机，只能用液压机。具有充模好、变形力低、组织性能好、变形道次少、弹复小的特点。用于铝、镁、钛合金的叶片、翼板等薄腹板带肋件或类似形状复杂零件的模锻。
超塑性变形机理
溶解—沉淀理论亚稳态理论扩散蠕变机制扩散流动机制--Ashby-Verral模型位错蠕变机制
超塑性成形的应用
利用气压胀形／扩散连接复合工艺（SPF/DB）工艺制造的发动机整流叶片形
超塑性成形的应用
军用飞机采用的超塑成形零件
超塑性成形的应用
铝合金超塑成形构件的市场分布
（2）实现超塑性的条件
微细晶粒超塑性的实现有赖于晶粒细化、适当的温度和低应变速率三个基本条件。
冶金方法：主要是添加一些能够促使早期形核，使组织弥散，并在变形过程中稳定晶粒的微量元素。此外，还可采取快速凝固方法。压力加工方法：采用冷、温、热三种不同温度下的轧制或锻造。热处理方法：包括反复淬火、形变热处理、球化退火等方法。

材料超塑性成型

目录一．超塑性的定义 (2)二．超塑性的发展 (2)三．超塑性的分类 (3)四．典型的超塑性材料 (4)五．超塑性的应用 (5)⑴超塑性在压力加工方面的应用 (6)⑵相变超塑性在热处理方面的应用 (6)⑶相变超塑性在焊接方面的应用 (7)⑷相变诱发塑形的应用 (7)一．超塑性的定义是指材料在一定的内部条件（如晶粒形状尺寸、相变等）和外部条件（如温度、应变速率等）下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能(如大的延伸率等）.1920年Rsenhain发现Zn-4Cu-7Al合金在低速弯曲时，可以弯曲近180°1934年英国Pearson发现Pb-Sn共晶合金在室温低速拉深时可以得到200％的延伸率1945年前苏联Bochvar发现Zn-Al共析合金具有异常高的延伸率1964年美国Backofen对Zn-Al合金进行了系统的研究，并提出了应变速率敏感性指数—m二．超塑性的发展近年来的发展：①先进材料超塑性的研究,主要指金属基复合材料，金属间化合物,陶瓷材料等超塑性的开发。

一般加工性能较差，所以有必要对其进行深入研究。

②高速超塑性研究,主要是提高超塑变形的速率,目的在于提高超塑成形的生产率。

③研究非理想超塑性材料的超塑性变形规律，以实现降低对超塑性变形材料的苛刻要求，从而提高成形件质量，扩大超塑性使用范围。

三．超塑性的分类早期由于超塑性现象仅限于Bi—Sn和Ai—Cu共晶合金、Zn-Al共析合金等少数低熔点的有色金属，也曾有人认为超塑性现象只是一种特殊现象。

随着更多的金属及合金实现了超塑性，以及与金相组织及结构联系起来研究以后，发现超塑性金属有着本身的一些特殊规律，这些规律带有普遍的性质。

而并不局限于少数金属中。

因此按实现超塑性的条件（组织、温度、应力状态等)一般分为以下几种①恒温超塑性。

一般所说超塑性变形多数属于这类，其特点是材料具有微细的等轴晶粒组织。

在一定的温度区间和一定变形速率下呈现超塑性。

1、超塑性

（1）、大变形金属材料的最高伸长率铝青铜可达8000﹪, 材料成型性能好，可成形复杂程度高、变形量大的成型件。（2）、无缩颈超塑性成形类似于粘性物质的流动，对应变速率较敏感，既有应变速率硬化效应。（3）、小应力超塑性成形的流动应力是常规成型的十几到几十分之一，设备吨位小。（4）、易成形成形过程无硬化，流动性和填充性好，可用多种方式成形。
②、钛合金 TC4(Ti-6Al-4V)和TC9：供货状态即为细晶组织。 m:0.85, σ:,δ:1000﹪, ‫³‾01×0.1: غ‬s‾¹,t:800~1000 ℃. Ti679：在900℃下锻造，800 ℃下退火1h后空冷。 m:0.43, σ:25MPa,δ:734﹪, ‫⁴‾01×7.6: غ‬s‾¹,t:800~850 ℃.
的2~4倍。要求设备：可调速、可保压、有大的封闭高度与足够的工作台面、有顶出装置、有温控系统。
（2）、超塑性气胀成形设备要求：除具有锻造设备的要求外，还有以下要求：更长时间的保压；更大的工作台面；气源及控制系统。典型设备：
1.4.3、超塑性成形的摩擦与润滑特点：（1）、模具温度高原子扩散加剧，提高摩擦系数，脱模困难；（2）、应变速率低易于接触面咬合，挤出润滑剂，导致摩擦系数增大；（3）、变形时间长对润滑剂要求：（1）、在整个成形过程中能在模具和坯料之间形成连续的润滑剂薄膜，并具有较低的摩擦系数；（2）、对坯料表面具有防护作用，防止其氧化或吸收其他气体；（3）、兼具脱模剂的作用；（4）、不与坯料和模具发生反应；（5）、易于涂覆和去除；（6）、应为无毒、非易燃、非稀缺物。
⑤ 、鎂、铜合金 MB8：供货状态即为细晶组织。 m:0.34σ:25MPa,δ:228﹪, ‫⁴‾01×8.2 : غ‬s‾¹,t:400 ℃. ⁴ MB15：360℃保温1h，然后空冷。 m:0.51σ:23MPa,δ:574﹪, ⁴ ‫⁴‾01×0.1 : غ‬s‾¹,t:290 ℃. HPb59-1：300 ℃温轧后，450 ℃保温1h。 m:0.5σ:23MPa,δ:550﹪, ‫⁴‾01×33.8 : غ‬s‾¹,t:600 ℃. H62：250~300 ℃保温1h,然后空冷。

超塑性成形的原理及应用

超塑性成形的原理及应用1. 超塑性成形的定义超塑性成形是一种金属加工方法，通过在高温下施加压力使金属材料具有超塑性，从而实现复杂形状的制造。

2. 超塑性成形的原理超塑性成形的原理主要涉及金属材料的微观结构和形变机制。

2.1 微观结构超塑性材料具有特殊的微观结构，通常是由细小的晶粒和高温下的晶界扩散组成。

这种微观结构使得金属材料在高温下容易发生塑性变形。

2.2 形变机制超塑性成形主要通过两种形变机制实现：•滑移机制：材料的晶粒沿着晶界滑移，形成细长的晶粒。

这种滑移机制使得材料在高温下能够发生较大的塑性变形。

•胀裂机制：在高温下，材料变形时会在晶界产生小裂纹，然后通过扩散修复这些裂纹，完成塑性变形。

3. 超塑性成形的应用超塑性成形在许多工业领域都有广泛的应用，下面列举其中几个典型的应用。

3.1 航空航天工业超塑性成形在航空航天工业中被广泛应用于制造复杂形状的航空零部件，如发动机叶片、导向器等。

超塑性成形技术能够实现复杂曲率的制造，提高零部件的性能和寿命。

3.2 汽车工业超塑性成形在汽车工业中被应用于制造汽车外壳和车身构件。

由于超塑性成形能够实现复杂曲面的成形，可以有效减少焊接接头和减轻车身重量，从而提高汽车的燃油效率和安全性能。

3.3 石油化工工业超塑性成形在石油化工工业中常用于制造反应器、换热器和塔器等设备。

超塑性成形技术能够制造出更大尺寸的设备，降低焊接接头的数量和风险，提高设备的可靠性和安全性。

3.4 电子工业超塑性成形在电子工业中被应用于制造微型零部件，如手机外壳、导电网格等。

超塑性成形技术能够制造出更细小、复杂的零部件，满足电子产品越来越小型化、轻量化和高性能化的需求。

4. 超塑性成形的优点和挑战超塑性成形具有以下优点： - 可以制造出复杂形状的零部件，减少后续加工工序； - 可以提高材料的力学性能和耐腐蚀性能； - 可以减少材料的残余应力。

然而，超塑性成形也面临一些挑战： - 高温下的材料处理复杂，需要精确控制温度和应力； - 高温下的工艺条件对设备要求较高； - 需要选择合适的超塑性材料。

超塑性成形

超塑性成形
⑴指金属或合金在低变形速率、一定变形温度和均匀细晶粒度条件下，伸长率超过100%的塑性变形。

⑵特点
①超塑性状态下的金属在拉伸变形过程中不产生缩颈现象，变形应力可比常态下金属的变形应力降低几倍至几十倍。

②可获得形状复杂、薄壁的工件，且工件尺寸精确。

③超塑性成形后的工件，具有较均匀而细小的晶粒组织，力学性能均匀一致；具有较高的抗应力腐蚀性能；工件内不存在残余应力。

④在超塑性状态下，金属材料的变形抗力小，可充分发挥中、小型设备的作用。

⑤超塑性成形前或过程中需对材料进行超塑性处理，还要在超塑性成形过程中保持较高的温度。

⑶超塑性成形的应用
板料深冲：如图（a）所示，零件直径小但很长，若用普通拉深，则需多次拉深及中间退火，若用锌铝合金等超塑性材料则可一次拉深成形，且产品品质好，性能无方向性。

金属超塑性成形技术研究

金属超塑性成形技术研究随着制造业的不断发展，超塑性成形技术在金属制造领域中得到了广泛的应用。

金属超塑性成形技术是在高温和高应变率的条件下，通过应力调控和变形调控使得金属发生塑性变形，从而实现特定形状的成形技术。

金属超塑性成形技术的发展可以极大地提高金属制品的利用率和生产效率，同时也可以改善产品质量，增强产品的功能性。

1. 超塑性成形原理金属超塑性成形技术是基于金属在高温下获得超塑性这一特性而发展起来的。

超塑性是指材料在一定的条件下，能够产生远大于塑性极限的塑性变形，其形变度可以高达1000%以上。

这一特性在高温和小应变率的条件下被大量应用于金属成形技术中。

在塑性变形时，金属中的原子由于热运动而导致材料的形变发生。

在超塑性变形中，原子的形变是由于滑动和扩散的过程导致的。

通过应力或应变的调控，可以使得金属材料在高温下产生超塑性变形，从而实现特定形状的成形。

2. 超塑性成形应用金属超塑性成形技术可以应用于制造各种形状的金属制品。

比如，可以通过冷挤压成形生产车轮和螺母等金属制品。

在高度发展的汽车行业中，利用超塑性成形技术制造轻量、高强度的车身零部件已经成为一种发展趋势。

此外，超塑性成形技术还应用于制造航空和航天行业的制品，如飞机外壳、燃烧室及支架等。

金属超塑性成形技术可以在很大程度上提高生产效率和产品质量。

在制造金属制品时，应用超塑性成形技术可以使得材料的利用率提高，一定程度上减少了废品率，降低了制造成本。

同时，超塑性成形技术还可以改善产品的力学性能，提高其功能和耐久性。

3. 超塑性成形方法在金属超塑性成形过程中，最常见且广泛的方法是热拉伸成形。

在此方法中，材料通过加热变得软化，然后进行拉伸，这个过程通常会在1000℃以上的温度下进行，以确保金属发生超塑性变形。

除此之外，还有一些特殊的超塑性成形方法，如超塑性折弯和超塑性成形力的方法。

超塑性折弯是指通过应力和形状控制来实现金属材料的成形。

超塑性成形力则是在制造金属制品时，通过加压和变形来实现金属材料的高度变形塑性。

金属材料的超塑性成形技术研究

金属材料的超塑性成形技术研究随着社会工业化的发展，金属材料的应用领域越来越广泛。

从摩托车的外壳到飞机的机体，从机床的主轴到电子设备的散热片，金属材料都扮演着至关重要的角色。

然而在应用的同时，也需要考虑到材料的可塑性。

而在金属材料的可塑性中，超塑性成形技术无疑是一项极为重要的技术。

在此文章中，我们将会重点介绍超塑性成形技术的相关知识及其研究进展。

一、被动式超塑性成形技术被动式超塑性成形技术是指通过改变几何形状来利用超塑性。

在此过程中，金属材料并没有经过特殊处理。

被动式超塑性成形技术中，最常见的方法是利用均匀伸长薄板（U-shaped）和滚筒拉杆（DRX）。

1. 均匀伸长薄板（U-shaped）在均匀伸长薄板（U-shaped）过程中，通过几何上的拉伸和膨胀，将名称中心的料方向变为冲压中心方向。

一般来说，超塑性变形需要逐渐进行，以便材料的形变可以逐渐适应变形条件。

通过使用均匀伸长薄板（U-shaped），可以实现沿着一个方向加深材料，使其在形状变化过程中逐渐的接受力的影响，从而达到减小破坏的概率并增加变形的效率。

2. 滚筒拉杆（DRX）滚筒拉杆（DRX）是一种加强变形和减轻现场设备的超塑性成形技术。

它利用滚子存储变形能量，然后变形工件与滚子之间的摩擦力，通过滚子将变形能量传递到金属材料中。

它的优点是可以加速金属材料的流变微观结构的生长，从而获得更为均匀的超塑性成型结果。

这种技术在工业中的应用有所提高。

二、主动式超塑性成形技术与被动式超塑性成形技术不同，主动式超塑性成形技术需要通过在材料中注入气体或者激光、电子束来达到一定的形变效果。

在此过程中，金属材料经过特殊的处理以便让其达到超塑性状态，从而可将其塑成需要的形状。

主动式超塑性成形技术可以分为两种类型：“气体超塑性成形”和“激光、电子束超塑性成形”。

1. 气体超塑性成形气体超塑性成形是利用气体将金属材料加热至其T220-T260范围内，并在此状态下进行变形。