金属材料塑性精确成形工艺及理论资料.pptVIP

最后，在以上介绍的几种超塑性变形机理的理论和模型的基础上，对超塑性变形机理作一简要的归纳。 超塑性变形主要是一种晶界行为，是多种机制综合作用的结果。如果根据S曲线来讨论问题，那么在最佳应变速率范围(II区)内，变形以晶界滑移为主；随着应变速率降低到I区，扩散蠕变机制的作用增大；当应变速率增加到III区时，位错蠕变机制的作用增大。 3.2.4 超塑性成形的应用 利用SPF/DB工艺制造的发动机整流叶片形 3.2.4 超塑性成形的应用 　军用飞机采用的超塑成形零件 3.2.4 超塑性成形的应用 铝合金超塑成形构件的市场分布 3.2.4 超塑性成形的应用 SPF构件用料情况 （1） 微细晶粒超塑性成形 开式模锻 闭式模锻 反挤压 气压成形 气压胀形／扩散连接复合工艺 (SPF／DB) （2） 相变超塑性 3.2.4 超塑性成形的应用 与普通开式模锻比较，模具结构基本相同，但需要增加与模具为—体的加热和保温装置。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。在成形方面，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。 1) 开式模锻 2) 闭式模锻 与上述开式模锻比较，在模具结构上主要区别是闭式模锻模不设飞边槽。因而，锻造时，模腔内的压力也就是静水压力，远高于开式模锻。这样，模腔更容易充满，而且，锻件无飞边，可基本上作到无屑加工，成形件的精度也更高。这种模锻的脱模稍困难一些，它可用于难成形材料形状复杂零件的成形，如钛合金涡轮盘锻造。 2) 闭式模锻 3) 反挤压 超塑性反挤压的成形精度高，表面质量好。主要用于成形筒体、壳体件与锌基合金和合金钢的模具型腔。与冷挤压相比，可大幅度降低成形载荷。 3) 反挤压 金属在常温状态下的液压胀形，由于受材料塑性的限制，较难用于成形复杂的壳体零件。超塑性胀形工艺用气体作为加压介质，利用超塑性材料低的流动应力和高达百分之数百的伸长率及良好的复制性，可以成形钛合金、铝合金、锌合金的形状复杂的壳体零件，已应用于航空航天器制造业、机电工业、工艺美术品加工业等许多领域。这种工艺通常只需要一个凹模或凸模，与普通冲压成形相比可以减少成形工序和工装套数。 4) 气压成形 实验证明，金属材料在超塑性状态下具有良好的扩散连接性能。这一性能与超塑性气压胀形结合就形成了超塑性气压胀形/扩散连接复合工艺，即SPF/DB。这种工艺的用途是成形夹层结构件，主要用于钛合金和铝合金的飞机与航天器结构件成形。实际上，这是迄今为止超塑性成形应用最成功的方面之一。 5) 气压胀形／扩散连接复合工艺(SPF／DB) 在相变超塑性状态下得到低的变形抗力与高的塑性。总的看来，超塑性成形在工艺上还有一些缺点。第一，为获得微细等轴晶粒的组织，需要进行预处理；第二，在成形过程中需要较长时间保持恒温且材料与模具要等温，需要与模具一体的保温加热装置。同时，在材料超塑性成形温度较高的情况下，如钛合金与钢的超塑性成形，对模具材料的热强度要求很高；第三，由于超塑性成形要求低的应变速率，所以，单件的成形时间较长。由于成本、技术及生产率的原因，目前，超塑性的应用领域主要是航空航天器的生产部门，而在规模化的机械工业部门中应用较少。 （2） 相变超塑性 (1)超塑性现象与超塑性指标 1)伸长率指标 2) m值指标 (2)实现超塑性的条件 1）获得细晶粒的途径 2）晶粒度的影响 3.2.5 超塑性成形的材料与工艺规范 1)伸长率指标 通常，有色金属最大伸长率高于200%，可锻造的黑色金属最大伸长率高于100%，即可认为是实现了超塑性。但实际上，在较理想的状态下，某些有色金属的伸长率高达2000%以上，某些黑色金属的伸长率高达500%以上。对于脆性材料，有时采用压缩实验，在其呈现出明显的塑性时，即可认为是实现了超塑性。 (1)超塑性现象与超塑性指标 常用的m值的测量方法主要有: 拉伸速度突变法(贝可芬法) 此法的原理如图所示。先以速度v1拉伸试样，待变形稳定后，拉伸速度突变至v2，在A点求出对应于速度v1的载荷FA，延长v1曲线(图中虚线)求出相当于A点应变量的B点的载荷FB，用下式即可算出m值： (3.5) 此m值所对应的应变速率为初始拉伸应变速率，即，l0为试件初始标距。拉伸速度突变的范围为v2=(2.0-2.5)v1。 2) m值指标 根据图测量对应v2和v1的最大载荷点A与C，求出相应的应力?A、?C和应变速率、，按下式求出