特种塑性成形2-超塑性.pptVIP

伴随位错运动的晶界滑移机制总结： 1、得到的应变速率敏感性指数m=0.5; 2、在超塑性变形过程中起主导作用的是晶界滑移，位错蠕变仅是对晶界滑移的补充或补偿，是协调晶界滑移的微观行为； 3、由于晶界滑移和协调晶界的位错运动（位错或穿过晶粒、或在晶界上，或在晶界附近），促使晶粒发生转动或变位。因此，变形后晶粒伸长很少或没有伸长。 4、按照这些模型，在超塑性流动过程中，在晶粒内部或晶界及其附近层都存在大量的位错运动。在超塑性变形后，在上述这些部位应有较高的位错密度。 “心部一表层”机理 晶粒实际上是由一个不变形的心部和围绕此心部的、会发生流变的外层（表层）所组成。晶界滑移造成的位错就地发生攀移。是对伴随位错运动的晶界滑移机制的完善。 晶粒转出机理 是对伴随扩散蠕变的晶界滑移机制的补充。扩散蠕变晶界滑移机制只是二维模型，未考虑晶粒下部的变化情况。 §1.4 超塑性成形在塑性加工中的应用 气胀成形 超塑性拉延 超塑性等温模锻 超塑性气压胀形过程示意图 超塑性成形步骤：材料的超塑性理论研究；超塑性材料制备；工艺研究；工艺参数优化；模具设计；试制等。 超塑性成形（SPE） §1.1 超塑性成形概念及特点 §1.2 金属超塑性的力学特性 §1.3 超塑性变形机理 §1.4 超塑性成形的应用 §1.1 超塑性成形概念及特点 超塑性：金属和合金在特定组织结构和变形温度速度条件下，可以呈现异常高的塑性，延伸率可达百分之百以上或更高，这种现象称为超塑性。 超塑性成形的优点： （1）材料的塑性很高 显著减少成形工序； 解决难变形材料的塑性加工（钛、镁 合金等）； 流动性及充型好，可精密一次成形； （2）变形抗力小 成形设备吨位小； 可借鉴应用塑料成形方法； 模具的寿命长； （3）成形零件尺寸稳定 因不存在因硬化引起的弹性变形，故成形后尺寸稳定性好。 成形后力学性能（空洞大量产生）及生产效率需有待解决。 超塑性的分类：组织超塑性性、相变超塑性、 其它超塑性。 组织超塑性要求： （1）变形前及变形中晶粒细小（10μm）； （2）变形温度（0.5-0.7）Tm； （3）应变速率小，因为原子扩散蠕变成形需 要足够的时间。 （应变速率和变形速度？） 相变超塑性：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 到的很大的变形。 不要求细晶组织； 一次循环对应一次均匀变形； 累积大变形； 相变形超塑性可发生的三个条件？ 重点是控温技术 §1.2 金属超塑性的力学特性 拉伸试验的应力应变曲线 超塑性拉伸试验机和普通拉伸试验机有什么区别？ 从超塑性变形条件上出发 §1.2.1超塑性变形本构方程 上述本构方程能否表明超塑性变形真是应力与应变的关系？ 为什么没有温度和应变？ m=1? 牛顿粘性流动方程 同时具有应变硬化和应变速率硬化的材料，其 拉伸变形过程服从一下方程： 塑性材料在常温下，m值很小（约为0）；一般 认为上述方程硬化材料的本构方程。 对比超塑性本构方程？ 如考虑到温度的关系，则可写为下列方程： 温度对流动应力的影响？ §1.2.2超塑性单向拉伸的稳定性 金属变形稳定性一般是指在一定状态下（包括超塑性状态下）金属具有保持其连续均匀变形的一种倾向或性质。在超塑性拉伸时，这种倾向或性质就表现为保持均匀变形、抵抗缩颈及出现缩颈后使细颈扩散、转移或游动，从而获得较大延伸率的一种能力。 晶体金属都在不同程度上具有这种能力。 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 结论： （1）提高宏观变形均匀性，可通过提高n和m值实现； （2）稳定阶段n占主导，准稳定阶段m占主导； （3）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。 （4）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。 §1.2.3影响超塑性和应变速率敏感性指数 的各种因素 应变速率的影响 变形温度 晶粒度和形状 两相组织 应变速率的影响 应变速率敏感性指数与应变速率关系图 超塑状态材料的应力与应变速率关系的示意图 超塑性主要发生在二区 温度的影响 表明：超塑性变形温度区间很小；m值随温度增加