超塑性在钛合金压力加工的应用
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确实切定义。
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〔即恒温超塑性或构造超塑性〕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展热循环，利用相变过程，每一次热循环奉献一小的应变，从而在屡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展热循环，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%说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，而其余未强化局部继续变形，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。
汽车零部件超塑性成形
超塑性是指在特定的条件下，即在低的应变速率，一定的变形温度(约 为热力学熔化温度的一半)和稳定而细小的晶粒度(0.5～5μ m)的条件下， 某些金属或合金呈现低强度和大伸长率的一种特性。其伸长率可超过100% 以上，如钢的伸长率超过500%，纯钛超过300%，铝锌合金超过1000%。 目前常用的超塑性成形的材料主要有铝合金、镁合金、低碳钢、不锈 钢及高温合金等。
试验温度： 从400℃开始，每25℃为一个梯度，到550℃ 止。
温度对5083铝合金真应力－真应变的影响
温度对5083铝合金延伸率的影响
试验结果表明： 未经细晶处理的铝合金5083板材，也具有非 常好的超塑性，在 和 应变速率下， 其延伸率最大可超过450％，最小也超过200％， 即使在较高应变速率（ ）条件下，在试验 温度范围内，其延伸率也超过200％，只有温度 在550℃的情况下，延伸率才低于200％，但达到 了180％。
图1-1
吹塑成形的5083铝合金墙面装饰浮雕
2 超塑性的分类
1.微晶组织超塑性(即恒温超塑性或结构超塑性)
其产生的第一个条件是材料具有均匀的微细等轴晶粒，晶粒尺寸通常小于 10μ m，并且在超塑性温度下晶粒不易长大，即所谓热稳定性好；第二个条件是变 形温度T＞0.5Tm，并且在变形时保持恒定温度；第三个条件是应变速率比较低，一 般=10-4~10-1/s。目前已发现共晶型和共析型合金具有超塑性，但也不限于此，而 在许多的二相合金中相当一部分呈现超塑性。一般说来，晶粒越细越有利于超塑性 变形，但对有些材料来说，例如钛合金，其晶粒尺寸达几十微米时仍有良好的超塑 性能。
2.相变超塑性(即变温超塑性或动态超塑性) 材料在变动频繁的温度环境下，受到应力作用时经多次循环相变或同素异形转 变而得到的超塑性。
钛合金电镀新工艺及其应用
钛合金电镀新工艺及其应用今天要一起来探索一个超有趣的东西——钛合金电镀新工艺。
你知道吗？这个新工艺就像是给各种东西穿上了一件神奇的“魔法外衣”，让它们变得更加厉害！那什么是钛合金？想象一下，钛合金就像是一个超级英雄，它非常强壮，比一般的金属要结实好多好多倍！就好比我们的小玩具车，如果用钛合金做，那它就不容易被摔坏，就算不小心掉在地上，也能完好无损，还能继续欢快地奔跑。
而电镀新工艺，就像是给这个超级英雄穿上了一件五彩斑斓的披风。
比如说，我们平常看到的自行车，要是用钛合金电镀新工艺处理一下，它就不再是普通的银色或者黑色，它可以变得闪闪发光，像夜空中的星星一样耀眼。
而且，这个新工艺还能让自行车更加不容易生锈，就算在下雨天骑出去，回来后还是干干净净、亮亮堂堂的，就像刚从商店里买出来的新自行车一样。
再说说它的应用，那可真是无处不在！在我们的生活中，很多东西都能用到这个神奇的新工艺。
比如说，我们戴的手表。
普通的手表戴久了可能会变得脏兮兮的，表面也可能会刮花。
但是，如果手表的外壳用了钛合金电镀新工艺，那它就会变得特别耐磨，就算不小心碰到了尖锐的东西，也不会轻易留下痕迹。
而且，它还能有各种各样漂亮的颜色，像粉色、蓝色、绿色等等，就像给手表穿上了漂亮的裙子或者帅气的衣服，戴在手上别提有多酷！还有，家里的水龙头也能用到这个新工艺。
普通的水龙头用久了，可能会生锈，水也会变得有点不干净。
但是经过钛合金电镀新工艺处理的水龙头，就不会出现这种情况。
它总是亮晶晶的，就像新的一样，流出来的水也干净又清澈，就像山间的小溪水一样让人喜欢。
钛合金电镀新工艺是不是很神奇？它让我们生活中的很多东西都变得更加漂亮、耐用！说不定以后，还会有更多更多的东西用上这个神奇的新工艺，让我们的生活变得更加美好！。
13.5金属的超塑性
金属超塑性: 是指在一些特定条件下,如一定的化学成分, 特定的显微组织,特定的变形温度和应变速率等, 金属会表现出异乎寻常的高塑性状态,即所谓超 常的塑性变形行为,具有均匀变形能力,其伸长 率可以达到百分之几百,甚至几千,这就是金属 的超塑性.
一,超塑性变形的特点 1,大伸长率
(二)对力学性能的影响
(1)超塑性变形后合金仍保持均匀细小的等轴晶组织,不 存在织构,所以不产生各向异性,且具有较高的抗应力腐蚀 能力. (2)超塑性成形时,由于变形温度稳定,变形速度缓慢, 所以零件内部不存在弹性畸变能,变形后没有残余应力. (3)对某些超塑性合金,存在加工软化现象,即硬度随压 缩率的增加而降低. (4)高铬高镍不锈钢经超塑性变形后,形成细微的双相混 合组织,具有很高的抗疲劳强度.
3,对应变速率的敏感性,易成形
超塑性变形对应变速率很敏感,只有在一定的速度范围内才表现出超塑性. 超塑性变形过程中基本上没有或者只发生很小的应变硬化现象,流动性和 充填性极好,因而极易成形. 由于超塑性成形是宏观均匀变形,所以变形后的制品表面光滑,没有起皱, 微裂和滑移痕迹等现象. 在金相组织上,当原始材料是等轴细晶组织时,变形后几乎仍是等轴细晶 组织,看不到晶粒被拉长. 从变形机制上,超塑性变形的晶界行为起了主要作用,如晶粒转动,晶界 滑动,晶粒换位等,与一般的滑移,孪晶等塑性变形行为是有明显区别的.
三,超塑性变形对组织的变化和对力学性能的 影响
(一)对合金组织的变化
1.晶粒的变化 晶粒长大时,等轴度基本不变. 晶粒长大与变形程度,应变速率和变形温度有密切关系.
图13-32 250℃拉伸时,应变速率对Zn-Al 淬火合金晶粒尺寸的影响1—δ=100%,2—δ=200%,3—δ=600%
钛合金锻造工艺及其锻件的应用
钛合金锻造工艺及其锻件的应用摘要：近年来，钛合金因其高的比强度、优异的耐腐蚀性、良好的生物相容性等优点，迅速发展成为具有强大生命力的新型关键结构材料，被广泛应用于航空航天、军事工业、石油化工以及医疗卫生等领域。
从工业价值和资源寿命的发展前景来看，它仅次于铁、铝而被誉为正在崛起的“第三金属”。
本文分析了钛合金锻造工艺及其锻件的应用关键词：钛合金；锻造；V应用1钛合金锻造工艺1.1α+β锻造α+β锻造即常规锻造，是在相变点以下30～50℃加热、变形（见图1），常规锻造一般得到的是等轴组织(α等+β转)。
其钛合金锻件具有高的塑性和室温强度，但是高温性能和断裂韧性不好，如图2为TC11钛合金经过常规锻造后的高倍组织图。
常规锻造由于研究较深入，操作简单易行，且成本较低，因此应用广泛。
在（α+β）区变形过程中同时发生β晶粒和α片形状的变化，β晶粒被压扁，沿金属流动方向拉长、破碎，晶界附近与晶内α相间的差别逐渐消失。
当变形程度超过60%～70%后，己没有任何可见的片状组织痕迹了。
在一定温度和变形程度下发生再结晶，且α相的再结晶先于β相的再结晶，再结晶后的α晶粒，呈扁球形状，没有再结晶的α晶粒形状为盘状、杆状或纤维状。
侯会喜研究了TC6钛合金在(α+β)两相区锻造时，变形温度的高低对锻件初生α相含量的影响。
变形温度越低，初生α相的含量就越多。
由于锻件的室温力学性能和高温力学性能与初生α相的含量密切相关，因此，为了确保(α+β)两相合金具有最好的综合性能，在进行TC6合金锻造时，必须严格控制变形温度，使等轴初生相颗粒的总含量在15%～45%。
1.2等温锻造等温锻造是一种先进的加工工艺，可以使钛合金等难变形材料在相对恒温的变形温度下，以极低的变形速率，一次成形得到形状复杂的精密锻件。
采用该工艺成形的锻件仅需少量的机械加工即可装配使用，材料利用率高，且由于工艺可控性好，变形均匀，锻件的组织性能更加稳定和均匀，批量生产时，具有显著的经济效益。
钛合金粉末热等静压技术的发展现状及展望
钛合金粉末热等静压技术的发展现状及展望一、钛合金粉末热等静压技术概述1.钛合金粉末热等静压技术，听起来可能有些陌生，但是它其实就是一种通过加热、加压的方式，把钛合金粉末“压”成一个整体的技术。
这种方法不仅仅是让粉末变成固体那么简单，它更像是用热和压力把这些零散的小颗粒给“抱团”起来，变成一块块坚硬的金属。
说白了，就是把粉末用高温高压“煮熟”，让它们聚在一起，形成强度和耐久性都不错的金属材料。
钛合金粉末热等静压技术的最大优势在于，它能制造出形状复杂的零部件，而且质量比传统铸造技术好很多。
是不是有点像一锅炖肉，原本是散落在不同地方的小块肉，通过慢慢炖煮，最后合成一道美味的大餐？这就是钛合金粉末热等静压技术的魅力所在。
2.为什么要用这种技术呢？钛合金作为一种轻量化、高强度、耐腐蚀的金属材料，在航空航天、医疗器械等高端领域的需求量大，尤其是在航空领域，钛合金简直是航空器的“必需品”。
但是，钛合金的制造难度也大。
传统的制造方法，比如铸造或锻造，经常会遇到成品不够均匀，或者因为某些因素导致性能下降。
而钛合金粉末热等静压技术，正好解决了这一问题，能在保证强度的同时提高材料的均匀性，简直是这类高端材料制造的“救星”！3.如果你对钛合金粉末热等静压技术还不太理解，那可以想象一下，像是把一堆原本松散的沙子，经过一场暴雨后，变成了牢固的沙土。
通过控制温度和压力，这些原本分散的钛合金粉末，变成了一个高强度的整体。
这种工艺不仅提高了材料的致密度，降低了内含气孔的可能性，还能在各种复杂形状的零件中实现高精度的生产，简直是做金属制造的“魔法师”。
二、钛合金粉末热等静压技术的应用领域1.说到钛合金粉末热等静压技术的应用，那可真是无所不在。
航空航天行业是最先采用这种技术的领域之一。
航天器的很多关键部件，包括发动机的涡轮叶片、燃烧室内衬等，都是采用这种技术制造的。
这些部件要求轻而坚固，普通的铸造或者锻造技术无法满足如此复杂的要求。
钛合金的制备和应用
钛合金的制备和应用钛合金是一种壁厚轻、强度高、耐冲蚀、耐腐蚀、耐高温的金属。
它是由钛、铝、铁、硅等元素制成的合金，广泛应用于航空航天、医疗、汽车、船舶、运动器材等领域。
本文将介绍钛合金的制备方法和应用领域。
一、钛合金的制备方法1. 减压熔炼法减压熔炼法是制备钛合金最常用的方法。
这种方法利用高真空环境和高温熔体，在真空下将钛和其他合金元素熔炼混合，制成钛合金。
该方法制备的钛合金具有优异的力学性能和耐腐蚀性能。
2. 氧化物粉末冶金法氧化物粉末冶金法是一种溶剂冶金法，利用钛的化学还原反应将氧化物粉末转化成钛。
这种方法适用于生产高等级的钛合金，可以获得更高的强度和韧性。
3. 溶液处理法溶液处理法是一种在水溶液中制备钛合金的方法。
该方法通过钛的水解反应制备钛基材料，再通过溶液中添加其他合金元素制备钛合金。
这种方法可以简化制备工艺和生产成本，但是钛合金的强度和耐腐蚀能力较低。
二、钛合金的应用领域1. 航空航天钛合金在航空航天领域广泛应用于制造飞机发动机、机身、起落架等。
因为钛合金具有较低的密度和高的强度，可以减轻飞机的重量，提高飞行速度和航程。
钛合金还具有良好的耐高温性和耐腐蚀性，可以在极端环境下工作。
2. 医疗器械钛合金在医疗器械领域应用广泛，主要用于制造人工关节、植入物、牙科修复物等。
钛合金具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，可以降低人体免疫反应和排斥反应，减少手术并发症。
3. 汽车制造钛合金在汽车制造领域主要用于制造发动机、转向系统、底盘、制动系统等。
钛合金可以降低汽车的自重，提高动力性和油耗率。
钛合金还具有抗冲击、耐磨损和良好的高温性能，可以提高汽车的安全性和可靠性。
4. 运动器材钛合金在运动器材领域广泛应用于制造骑行自行车、高尔夫球杆、网球拍等。
钛合金具有较低的密度和高的强度，可以降低器材的重量，提高运动员的表现和体验。
总之，钛合金是一种高强度、耐腐蚀、耐高温的金属，具有广泛的应用前景。
通过不同的制备方法，可以制备出不同品质的钛合金，适用于不同的领域。
国内外钛合金研究及应用现状
国内外钛合金研究及应用现状近年来，钛合金在国内外各行各业都得到广泛的应用，研究跨越了材料物理和化学，机械设计，生产工艺，涂敷工艺，智能制造，组装，维修和维护等多学科领域，这种多学科交叉性得到了国内外的广泛关注和深入研究，从而推动了钛合金的发展和实用化。
钛合金的特点是结构紧凑，耐腐蚀性强，耐热性好，延伸性和抗冲击性也非常出色，因此被广泛应用于航空航天，汽车，医疗，电力，建筑等行业，而且由于其低密度和轻量特点，更能够满足提高制造效率，减少能源消耗，减少污染的要求。
目前，国内外钛合金研究主要集中在材料特性、制备技术、新型钛合金的研发等方面。
先，关于材料性能的研究，国内外的研究者着重研究钛合金的强度、塑性、焊接性和耐腐蚀性等力学性能，以拓展其性能，满足不同环境下用途的需求。
其次，关于制备技术的研究，主要是研究高性能钛合金的制备工艺，以提高其材料性能，降低生产成本。
最后，关于新型钛合金研发方面，目前有多学科交叉研究，包括聚合物增强钛合金、复合材料、添加剂改性等，从而进一步拓展钛合金的应用范围，满足不同行业的多样化需求。
在实际应用方面，钛合金目前主要用于航空航天、汽车、医疗、电力、建筑等行业，特别是航空航天领域的应用最为广泛，主要是因为钛合金的低密度、重量轻、高强度、耐腐蚀性良好等特点，能够充分地满足航空航天装备的要求，比如飞机发动机，航空航天机械件和结构零件等，这些应用使得钛合金在航空航天领域得到了广泛的应用。
此外，还有越来越多的行业开始尝试使用钛合金，比如汽车、电力行业，利用它们的可塑性，建造轻量化的汽车零部件，减轻汽车质量，降低汽车节油，以及在高速公路、铁路、桥梁等高精尖的土木工程中，使用钛合金制作可靠的抗腐蚀结构件，从而提高了建筑物的抗侵蚀性，维护了高速公路和铁路等行业的安全性和可靠性。
总而言之，钛合金在国内外各行各业的研究和应用都得到了广泛的关注，以提高性能、节约能源、降低污染等多方面都有着重要作用，推动了钛合金的发展和实用化。
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超塑性在钛合金压力加工的应用 班级：成型1104 姓名：王凯 学号：20110408 钛合金由于具有比强度高、耐热、耐腐蚀等优良性能，在航空航天、化工、船舶、医疗等部门得到广泛的应用，但其切削加工性能差，特别是制成像飞机结构件那样形状复杂的零件，成品率很低。近年发展起来的超塑成形技术，改善了钛合金难以成形的状况，因而充分发挥了钛合金的优势。超塑性钛合金正以它们优异的变形性能和材质均匀等特点，在航空航天以及汽车的零部件生产、工艺品制造、仪器仪表壳罩件和一些复杂形状构件的生产中起到了不可替代的作用。 所谓超塑性是指材料在一定的内部（组织）条件（如晶粒形状及尺寸、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、异常高的流变性能的现象。根据金属材料的结构和变形条件（温度、应力），可将超塑性合 金大致划分为3大类。第一类是微晶超塑性合金。这种合金产生超塑性的条件是：变形温度要高（大约是熔点绝对温度的 0.4倍～0.7倍）；变形速度要低（应变速率 ε• 在10－4 s-1∼10－1 s-1之间）；材料的晶体结构应为微细晶粒（晶粒尺寸在0.5µm～5µm 之间）。一般所指超塑性多属这类超塑性，其特点是材料具有微细的等轴晶粒组织。第二类是相变超塑性合金，亦称转变超塑性或变态超塑性。这类超塑性，并不要求材料有超细晶粒，而是在一定的温度和负荷条件下，经过多次的循环相变或同素异形转变获得大延伸。第三类超塑性（或其它超塑性）：在消除应力退火过程中在应力作用下可以得到超塑性。 由于钛合金在超塑状态具有异常高的塑性，极小的流动应力，极大的活性及扩散能力，可以在很多领域中应用，包括压力加工、热处理、焊接、铸造、甚至切削加工等方面。本文只涉及超塑性在压力加工方面的应用和相变超塑性在焊接方面的应用。
1.超塑性在压力加工方面的应用
金属超塑性压力加工技术系指某些合金经特殊 处理得到微细组织状态后，在一定温度和一定变形速度下变形获得异常高的可塑性能的技术。它属于粘性和不完全粘性加工。超塑性合金的变形抗力非常小，通常只有一般金属的几分之一，甚至几十分之一，因此大大减小了成形压力。利用这一特点可以一次直接成形各种形状复杂、变形量很大、薄壁等用其它方法难以成形的零件，并且可以大大缩短工艺过程、节约能源。超塑性成形的方式有气压成形、液压成形、挤压成形、锻造成形、拉延成形、无模成形等多种方式。其优点是流动性好，填充性好，需要设备功率吨位小，材料利用率高，成形件表面精度质量高。相应的困难是需要一定的成形温度和持续时间，对设备、模具润滑、材料保护等都有一定的特殊要求。 近几十年来，金属超塑性加工（如等温锻造）已在工业生产领域中获得了较为广泛的应用。等温锻造由于加工工序少、能获得近净形形状以及有效控制组织结构等优点而日益成为航空航天等领域钛合金零部件制备的优选工艺。美国在20世纪70年代就已把等温锻造工艺应用于航天飞机发动机涡轮盘的生产。20世纪80年代初，国内也开始了超塑等温锻造工艺的研究，但多为小型锻件[1]。
1.1 超塑性钛合金的应用 钛合金原本是一种很难变形的合金，它在常温下的最大延伸率只有30％左右。过去，在利用钛合金加工形状复杂的零件时，往往采用“蠕变加工法”，其变形过程需要1h以上。改用“超塑性成型”，制造任何形状复杂的钛合金零件一般都不会超过8min，
生产效率明显提高。目前 SPF 部件大多由 Ti6Al4V 合金板制备，成型温度900℃左右[2]。900℃∼950℃下，成形压力约1.75MPa 时，可成功地超塑成形出Ti6Al4V 环形气瓶[3]，
另外还可超塑成形制备形状复杂的空心近净型件，如多层蜂窝结构[4]。TC11压气机盘的超塑等温锻造温度范围为875℃∼940℃[1]。也就是说，商业用钛合金等温锻造温度较高，因此对工艺装备要求高，尤其是模具材料需耐高温和抗氧化；同时钛在此温度下活性很大，表面氧化不可避免，从而导致钛合金拉伸塑性和疲劳强度降低。这些钛合金的SPF通常需在惰性气体保护中进行，成型部件需进行表面修磨以去除氧化皮。日本钢管公司（NKK）于1995年推出富β强度较高的α＋β型钛合金 SP-700（Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe），其超塑性延伸率高达2000％，且超塑成形温度比 Ti-6Al-4V的低140℃[5,6]。SP-700合金在775℃下超塑成型加工时，合金表面的氧化皮可有效地被抑制住，同时超塑成形的成本大大降低。 图 1 示出一些超塑成形的零部件，其中(a)是哈尔滨工业大学材料学院超塑性与数值模拟研究室超塑成形的波形膨胀节用TC4钛合金波纹管[7]；(b)和(c)分别是SP-700和工业纯钛超塑成形的零件；(d)是在 700℃吹塑成型的 Ti-15-3 零件用500t油压机，在730℃下成功地用Ti-8Co-5Al合金等温锻造出飞机用喷嘴壳体。若采用同样的压机、同样的模具等温锻造同样的零件，Ti-6Al-4V的等温锻造温度则为 940℃。Ti-8Co-5Al 合金等温锻造模具材料将不需采用价格昂贵的高温材料，对设备要求也相应降低，产品的成本由此下降与其它钛合金相比，Ti-1023 合金超塑性能力中等，其最大延伸率只有 TC4 合金的三分之一。但Ti-1023 合金具有有利的应力－应变速率特性，与TC4 相比，更加适合于等温锻造。TC4 合金的等温 锻造大约在950℃进行，而Ti-1023合金可以在760℃完成阀板类零件的等温锻造。这种等温锻造温度差别可以使模具和锻造费用显著降低，在经济上更有吸引力。对于等温锻造工艺，Ti-1023 合金是最有吸引力的钛合金 [10]。长纤维强化的钛基复合材料作为航空结构材料 有望在 300℃∼600℃使用，但是零件的制造成本高是实用化的最大障碍。如果利用超塑性直接预成形零件，特别是具有复杂曲面的零件，制造成本就会大幅度下降。将等离子喷镀预成形法制备的SCS-6/SP-700 复合材料插在两块厚度为 1 mm 的SP-700 板之间制成成形坯料，在 775℃用气压成形法可制成椼梁和叶片 [11]。
图 1 超塑成形的零部件 (a) Ti-6Al-4V,(b)SP-700,(c)C.R.Ti,(d)Ti-15-3 1.2 模具材料的选择 在高温下使用的超塑等温锻造钛合金的模具材料应具有良好的高温机械性能、抗氧化性能、热稳定性能和抗蠕变性能。综合考虑其高温机械性能、制作成本、机械加工性能、铸件浇注质量、可焊性等，全面分析中硅钼铸铁、1Cr18Ni9Ti、K11、GH140、R45 和 Ni7N 等材料的各项性能后认为，价格较昂贵的 Ni7N 更适宜用作超塑成形模[12]。耐热高温合金（如 K3、K11、GH40 等）能很好地满足TC11合金超塑等温锻造的要求[1]，但加工工艺性能差、材料昂贵、适合批量生产选用。某些耐热铸铁，虽抗拉强度低，不适合作成形模，但可用来制作垫板；某些高温耐热钢（如 R45、Ni7N）可用于成形模；另外，仅锻造少量的试验模具也可考虑选用 1Cr8Ni9Ti。凸模上冲头、凹模、下冲头应选用同种材料，这样可避免材料热膨胀系数不同而在锻造过程中可能导致的“卡死”现象。RH11 润滑剂适用于 TC11 的超塑性等温锻造。 1.3 SPF/DB 钛合金在飞机、导弹及航天飞机上的应用越来越广泛。为了解决零件加工困难的问题，除了可以采用“超塑性成形”的办法以外，还可以采取“超塑性扩散连接(即 SPF/DB 技术)”的办法，SPF/DB技术即是利用钛合金在特定的显微组织、温度及拉伸量下，合金的延伸率超过 100％、甚至可达 1000％的特性，进行超塑成形；同时在同等条件下，把温度控制在合金的熔点以下进行焊接，在足够的热量和压力之下，使两块金属的接触面上的原子和分子相互扩散，从而连接成一个整体。这种扩散连接是在真空中或惰性气体中进行的，超塑性成形在超塑温度下和专用的 SPF/DB 机床上，将钛合金工件在封闭的模具内吹塑成形。钛合金的“超塑性成型”温度和“超塑性扩散连接”温度极为接近，同时进行这2项工艺可以将形状相当复杂的大型构件一次直接加工出来，成形出整体无连接形状复杂的零件（包括空心构件）。利用 SPF/DB 技术，克服了钛合金冷加工工艺性差、成形困难的缺点。SPF/DB 技术在航空、航天结构件上的应用日益扩大，正是适应了钛合金薄壁整体结构设计的新构想，使成形与连接一体化。与以往的铆接和焊接比较，可以降低成本 40％∼60%，减轻质量 30％∼50％[13]。SPF/DB 技术已在国内外得到广泛应用。如人造卫星的球形燃料箱，厚度只有0.7 mm ∼1.5 mm，只有采用超塑性加工法才能成形。又如，用钛合金制造飞机隔架，若采用普通锻造法，对每个隔架来说，需要先锻成 158.8 kg 的毛坯，再进行机械加工；而用超塑性模锻，只需 22.7 kg 材料即可锻出，每个隔架能节省材料 136.1 kg。B－1 喷气式飞机的舱门、尾舱、骨架，原用 100 个零件组装而成，现用超塑性加工，可一次成形，这使尾舱架的质量减轻 33％，成本降低 55％[13]。 钛合金 SPF/DB 组合工艺按结构特点可分为3类：加强板结构、整体加强结构、夹层结构。钛合金 SPF/DB 适用的飞机构件有：形状复杂的零件如发动机整流罩、整流包皮、内外加筋蒙皮、整体隔框、翼肋、波纹板、加强板、舱门、口盖等[14]。超塑性金属的加工温度范围和变形速度虽有限制，但因为它的晶粒组织细致，又容易和其他合金压接在一起，组成复合材料，这在材料加工中又是一个很大的优势。例如在Ti-6Al-4V合金超塑性温度范围内（910°C∼940°C）,Ti-6Al-4V 与 IMI834 合金板材扩散焊结合得很好。试验与理论预计的结果均表明，界面处的结合是由 Ti-6Al-4V 合金的超塑性变形引起的。 1.4 超塑性后性能研究 SPF/DB 技术对于加工复杂的航天航空用钛合金部件非常有效，而且超塑性成形技术的应用领域正在不断扩大。但作为用户和产品设计者最为关心的是超塑成形后钛合金零部件的机械性能指标如何变化。与其它工艺一样，SPF 也会引起材料机械性能的损失。为保证航空结构件的安全性，充分发挥SPF 技术的优势，有必要测定 SPF 工艺后材料的机械性能，如疲劳强度等。到目前为止，从事该项研究的却很少。 用途广泛的 Ti-6Al-4V 合金板材经 SPF 后性能有不同程度地下降，但仍属塑性良好的钛合金，强度也可满足一般构件设计的需要，