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控制变形理论与应用 材料热塑性变形原理与应用 （全日制硕士学位研究生） （在职攻读硕士专业学位研究生） 课程简介 课程安排： 学时32/24 共12次课 考核方式： 出勤 课堂作业 课后考试 课程内容 第一部分 高温变形的唯象理论 变形的基本概念、力学状态方程、变形稳定性判据 第二部分 高温变形的经验关系 经验定律、温度对变形速度的影响、变形速度和应力的关系、变形速度和显微组织间的关系 第三部分 高温变形的物理机制 恢复蠕变机制、热激活滑移蠕变模型、扩散蠕变、固溶体的蠕变、弥散相合金的蠕变、蠕变时效成形、超塑性 典型应用 蠕变时效成形技术 典型应用 蠕变时效成形技术 典型应用 蠕变时效成形技术 采用蠕变时效成形技术制造的A380 飞机机翼上壁板材料为7055, 零件长33m, 宽2.8m,变厚度3mm-28mm, 成形后外形贴合度小于1mm。 超塑成形 超塑成形(Superplastic Forming, SPF)是利用材料在特殊条件下所表现出的超强变形能力，对形状复杂、精度高、用常规工艺方法难以加工或难以满足要求的零件，采用吹塑胀形等方法进行成形的过程，它是一种几乎无余量的、低成本、高效的特种成形方法。 在国外，铝锂合金的超塑性研究始于1980年，在1982年的范宝罗国际航空展览会上首次由英国超塑性成形金属公司演示了铝锂合金的超塑性现象，并展示了所研制的超塑性零件。铝锂合金超塑成形构件从80年代中、后期开始在飞机上小批量试用，应用范围逐步扩大，应用的机种很多。 B－1B轰炸机 F15鹰战斗机 EFA A330 典型应用 机身框架、机翼翼肋 电子设备盖扳 方向舵 进气道唇口 欧洲多国联合研制的歼击机(EFA)的主要结构使用了A1－Li合金，其上使用的超塑性成形铝锂合金使成本节约了68％，构件减轻了23％。 英国用8090合金超塑性成形制造了EAP战斗机起落架舱门，零件数由原来的96个减至11个，质量减轻达20％。 发动机通道门、飞机检修舱门及一些壁板件 麦道公司于1990年3月试飞考验的SPF A1－Li合金(8090)F－15B鹰战斗机的整流罩，是一个形状像机翼前缘的双曲度零件，长3.66m，宽40.6cm，深30.5cm，它替代了由2个板金件和1个铸件装配成的构件。 在国内，航天工业总公司703研究所、哈尔滨工业大学曾对A1－Li合金的超塑性进行过研究并制出了圆盘试验件。 625所对铝锂合金的SPF工艺进行了大量的开拓性工作，取得了一些成果。 1995年，625、621所和东北大学制定了《超塑性2091 A1－Li合金板材技术标准》，掌握了国产铝理合金SPF技术及相关的热处理及表面处理方法，尤其是采用适量背压的方法有效地抑制了SPF过程中的空洞问题。并用2091SPF工艺成功地制造了国产某型号歼击机前机身酒精箱口盖内蒙皮零件，有效地解决了原来采用LYl2落压成形时破裂、起皱、粗晶等严重的质量问题，降低成本20％，减重15％，并且提高了零件的质量和合格率。该零件的装机使用在我国开拓性地将铝锂合金首次应用于航空制造业中。目前我国有关铝锂合金性能及超塑性方面的报道还很少，客观上讲与国外还有很大的差距。 中国歼5 中国歼7 中国歼8 参考书目 （1）关德林 译 《晶体的高温塑性变形》，大连理工大学出版社，1989年 （2）张俊善著. 材料的高温变形与断裂. 科学出版社，2007 （3）Nieh T G, Wadsworth J, Sherby O D. Superplasticity in metals and ceramics, Cambridge: Cambridge University Press, 1997 学习方法 研究生阶段学习特点 课题研究为主，查阅文献为获得知识的主要方式，隔行如隔山 老师讲授 课堂信息量大，难以吸收消化 学生如何参与？ 学而不思则罔，思而不学则殆。 第一部分 高温变形的唯象理论 物理机制： 数学关系式能够说明实验结果，式中只含有必要而充分的变量，关系式的形式以及各项的意义均被微观的物理学研究证明是合理的。 唯象理论： 数学关系式量纲是正确的，用宏观变量描述系统行为，如果唯象法则正确，则物理机制也能用唯象法则表示，但物理机制完全不同的现象有时可以用一个唯象法则正确地描述。 经验关系： 数学关系式也能够完全描述实验结果，但仅是形式上将某些无根据的变量联系起来，系数也不具有与系统性质相应的大小，量纲不正确并含有微妙的数值关系。 前 言 第一章、变形的基本概念 1.1.1 力、位移与变形 图1.1 固体变形 当一个固体、一个晶体或一个晶体集合受外力系统作用时，将产生与该外力相应的位移或变形 1.1 变形 1.1.2