超塑性成型

拉伸实验步骤
• 2、采用拉伸速率突变法，在CMT5105 型万能拉伸机上 （能进行拉伸、压缩、剪切及弯曲等各种静力实验）进 行试验，初始拉伸速率为0. 075 mm/min，下一次速率 突变为上一次的2倍。 • 万能拉伸机
构造及工作原理
• 是以液压油推动工作油缸4的工作活塞6，并带动与活塞相连的活动台9，以 使试件受力并产生变形。 • 将试件固定于上、下夹头之间，开动油泵5将高压油通过油管（1）压入工作 油缸，工作活塞6随即升起，与活塞相连的活动立柱8和工作台9也随之上升， 同时带动上夹头10向上移动，这样便使试件受拉力而产生拉伸变形。
概念
• 超塑性：一般是指材料在低载荷作用下，其拉 伸变形的伸长率超过100%的现象。具有能超过 100%伸长率的材料叫作超塑性材料。如锌合金， 铝合金，铜合金，钛合金，不锈钢和高温合金 等。 • 微晶组织超塑性
• 内在条件：具有均匀、稳定等轴细晶组织，<10um； • 外在条件：特定温度和变形速率。
成型试验
目的：1、获得BTi6431S 钛合金合理的成型工艺参数如： 加载曲线，还有成型温度、保温时间、保压时间等。 试验步骤： 1、设计、制造模具。
成型试验
• 2、密封成型气体：板料与模具之间加贴石墨纸 • 3、加压：液压机直接在凸模上加压 • 4、加热：加热炉，恒温865度，保温0.5h，保证模具， 毛坯与炉温一致 • 5、加载，压力由氩气瓶提供，大小手动控制
• 超塑性成型视频
BTi6431S 高温钛合金盒形件超 塑性成型工艺
• 试验材料为BTi6431S 板料,厚度为1. 48 mm。 • 根据本试验的特点切割成图1 的试样。
拉伸实验步骤
• 1、采用电阻炉加 热试样,工作区温差 ≤3 ℃。根据该种 材料的熔点,在可能 的超塑性温度区间 790～880 ℃选择了 5 个不同温度进行 试验
拉伸实验步骤
• 3、对流变应力----应变速率曲线求导得到不同 应变速率下的应变速率敏感指数m 值及对应的 最佳应变速率,再在此温度及应变速率下考察其 伸长率。

o
d dt
应力－应变速率曲线
结论
• 应变速率为10 - 4 s – 1下， m 最大值出现在865 ℃， 为0. 5 ，测得伸长率已经超过306. 1 % ，且流变 应力只有71. 2MPa ，这表明BTi6431S 合金已经 表现出良好的超塑性及潜在的可成型性。
成Βιβλιοθήκη Baidu件显微组织
• 从成型后盒形件的型芯部位切割下一块金相 试样, 光学显微镜观察显微组织，金相腐蚀 剂为氢氟酸、硝酸、水的混合液,三者的体积 比为1 ∶1 ∶3 。
分析
• 原始板料的显微组织为等轴状初生α 相加 β转变组织,α 相约占23 % ,其平均直径小 于5μ m ,最大颗粒尺寸在10μ m 左右,是典 型的超塑性材料 。 • 成型后合金的显微组织中α 相大小及体积 分数并没有明显变化,且分布更加均匀,这 有利于改善成型后零件的力学性能。