《先进材料超塑成形技术》简介

<正>由国家科学技术学术著作出版基金资助的《先进材料超塑成形技术》一书已由科学出版社出版并发行。该书阐述了超塑成形的一些基本问题,诸如超塑性的概念与分类、超塑性简史、超塑变形的力学特性及组织变化和超塑性的发展方向,重点介绍了得到广泛应用的组织超塑性的条件、机制和主要的材料种类;详细介绍了作者关于钛合金、高温合金、铝合金与镁合金、超细晶陶瓷、铌硅难熔合金、镍基纳米复合材料和金属间化合物等若干种先进材料的超塑性能、超塑成形方法和复杂形状零件成形工艺的研究结果。     

超塑性镁基复合材料

超塑性镁基复合材料镁基复合材料是以实用金属中最轻的金属镁作基体，强度和弹性模量高而且耐磨性和耐热性优良，是宇航、汽车、电子机器等方面最有前途的结构材料。这种难加工材料（包括铝基等轻金属系复合材料）有可能出现高速超塑性，能有效地进行近成品形状的成形加工...     

超塑性在钛合金压力加工和焊接方面的应用

简要介绍了超塑性在压力加工方面以及相变超塑性在焊接方面的应用。重点介绍了超塑性成形和超塑性成形/扩散焊接技术在钛合金上的应用、超塑成形模具材料选择的原则、以及提高SPF部件性能的措施。     

镁合金的超塑性

镁具有最密集六方晶格,故其塑性差难以塑性加工。但镁合金的机械性质对其晶粒粒径的依赖关系很大,通过晶粒细化能够大幅度提高室温强度、延性和超塑性加工性。超塑性成形对于难加工材料的加工十分有利,近来通过将合金晶粒细化成粒径小于１μｍ的晶粒细化技术,已能得到高速超塑性（变形速度＞１０－２ｓ－１）和低温超塑性（温度约为０．５Ｔｍ）的镁合金。当前铝合金和钛合金的超塑性成形已经获得工业应用,铝的最高变形速度已达１０－２ｓ－１以上。超塑性成形当前所存在的两大问题之一是形变加工速度太低,另一个问题则是成形温度高,…     

润滑技术在超塑性成形加工中的应用

介绍了国内外超塑性成形加工中的润滑剂的品种、特点和使用方法及润滑机理和超塑性成形加工中摩擦的特点。     

Ti—6Al—4V超塑性能及应用

1前言钛基合全具有超塑性，其中Ti－6A1－4V以其优异的起塑性能而被认为是应用前景最好的结构钛合金，在结构合金起塑成形工艺研究和应用方面已经取得快速的发展和良好的经济效益．与其它钛基会金相比，亚一6周一4V的起塑性最好，应用广泛且成熟．Ti－6周一4V合金比强度高，用蚀性好，热稳定性好，但加工变形抗力高．由于其弹性模量值低，屈强比大，加工回弹严重，成形加工较困难，用常规的冲压、弯曲、锻造加工方法很难加工出航空航天所需要的高强度高精度零件．但利用其超塑性，不需要特殊的预处理就能在一定条件下进行等温模锻或挤压…     

7A04铝合金复杂零件超塑性成形研究

在对空心圆锥体外侧表面带凸耳的7A04铝合金零件超塑性成形结构工艺性分析的基础上，进行模具设计和超塑性成形试验。结果表明：该零件在超塑性成形过程中，金属将同时向凸耳和空心圆锥体模腔内流动充型，导致变形阻力增大而无法成形；必须分两步进行超塑成形：先成形空心圆锥体，再成形凸耳。与原机加工工艺相比，超塑性成形该零件的工艺简单，节省材料60％以上。     

快速超塑性的研究与应用

综述了高应变速率超塑材料种类、变形机理和应用技术的最新进展。高应变速率超塑材料主要是铝基复合材料及铝合金,最近,对镁合金、纳米材料、钛合金高应变速率超塑性能的研究也已开始。高应变速率超塑性在工业中的应用已经起步,例如快速超塑成形技术、一模多件技术等,可以实现中等批量、甚至大批量生产,但是主要集中在铝合金上。未来激光辅助超塑成形技术、电塑性辅助超塑成形技术值得期待。     

用超塑性金属制造的冲裁模

一、锌—铝超塑性合金的利用由于锌—22％铝超塑性材料在250℃这一较低的温度下也能显示出超塑性特性,对其加工方法和用途正在进行积极的研究。目前它的用途主要是用和塑料真空成形相同的方法对其板料作胀形加工。另外,还有一种动向是利用这种材料在超塑性温度下变形抗力很小的特点,用热挤的方法制造锻件和精压件。有趣的是利用这种热挤以制作金属成形模那样的方法来制作塑料成形模,据说也有成功的例子。沿着这个方向进一步发展,利用超塑性金属制造冲裁模的例子,本刊(指《(?)     

块体非晶合金精密模锻成形流动行为

利用块体非晶合金在过冷液相区所表现出的超塑性特性,开发超塑性精密成形技术是解决其成形加工困难,拓宽其应用领域的关键。文章采用三维有限元数值模拟及物理模拟的方法,研究了不对称精密棘轮超塑性成形过程中材料的流动行为。研究结果表明,棘轮模腔结构的不对称性对材料的流动行为影响显著;在材料向齿形的充填过程中存在流动死区,死区的位置处于齿形分布较稀疏的部位;齿形尖角是成形的最后充填部位,在终成形阶段采用较小的压下速度或较长的保压时间,有利于齿形尖角的完全充满。在数值模拟与物理模拟的基础上,进行了Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5块体非晶合金超塑性模锻成形实验,获得了形状完整、轮廓清晰的块体非晶合金不对称精密棘轮。     

7A04铝合金复杂零件的超塑性成形工艺研究

用超塑性成形工艺对外侧表面带凸耳的空心圆锥体铝合金(7A04)零件进行了成形试验，通过分析和试验确定了合理的超塑成形工艺和模具结构。该零件须分两步进行超塑成形：先成形空心圆锥体，再成形凸耳；超塑性成形工艺制造该零件比原机加工工艺简单，节省材料超过60％。     

镍基合金扩散焊研究进展

随着对镍基合金研究的不断加深,镍基合金材料的超塑性被相继发现,超塑成形与扩散连接的组合工艺得到了极大的发展和推广应用,所以镍基合金扩散焊的重要性及应用范围得到了极大提升。文中简要阐述了镍基高温合金扩散焊方式,并重点阐述了镍基高温合金扩散焊研究现状。目前镍基合金扩散焊的主要研究包括：扩散焊的工艺流程与参数研究、镍基合金扩散焊的焊材研究及镍基合金扩散焊中间层研究三个方面,扩散焊焊接接头易发生过早的脆性断裂,这主要与焊接过程中接头处成分不均匀有关;预处理、焊接温度、保温时间及焊接压力等工艺参数对接头性能有重要影响;有关镍基合金扩散焊中间层的研究处于不断深入的阶段。关于如何提高镍基合金扩散焊接头的各项性能,仍需进一步深入研究。     

金属超塑性成形的应用概况

叙述金属超塑性成形的种类,实现细晶粒超塑性的必要条件。介绍超塑性成形工艺的应用现状。列出金属及合金的超塑特性。推荐超塑性成形用的模具材料。文末指出超塑性模锻工艺的优点。     

铝-锌-镁-锆超塑性合金的变形力学特性与成形性(上)

金属的塑性直接影响金属的加工使用性能,为了提高金属的塑性,增强金属的成形能力,材料工作者从材料的提纯、冶炼、锻压、热处理、强力成形等工艺技术方面,采取了很多措施,但都未能大幅度地提高金属的塑性。半个世纪以前,人们发现了金属的超塑性现象,而后进行了系统的理论和实用研究工作。到目前,人们把超塑性看成金属的一种重要属性。西方国家在五十年代开始逐步重视超塑     

氮化硅陶瓷超塑拉深成形规律研究

以非晶氮化硅纳米陶瓷粉体为初始材料,以纳米氧化钇和氧化铝为助剂液相烧结获得超塑性陶瓷块体材料,在1550℃的低温条件下,实现氮化硅陶瓷的超塑性成形。利用描述超塑性材料的Backofen方程,建立陶瓷超塑性成形的刚粘塑性有限元模型,并与实验研究相结合,研究氮化硅陶瓷在不同条件下超塑性拉深成形过程中,成形体径向和厚度方向的尺寸变化,得到了氮化硅陶瓷超塑性拉深成形过程厚度和径向尺寸改变的基本规律。     

超塑性材料的显微组织

产生具有无序的大角度界面的稳定等轴细粒，是使晶体获得超塑性能的先决条件。本文讨论了一些有工业价值的材料，通过形变热处理，在伪单相和多相材料中可获得超塑性显微组织的方法。概述了由此而产生的超塑性变形特性，例如在超塑性变形期间影响空穴的因素。考察了以铝，钛，铜，铁和镍为基的合金，还考察了铝基复合材料，金属间化合物相及晶体陶瓷材料。报道了使铝和铜合金及不锈钢的超塑性显著提高的最新研究成果，还讨论了在晶体     

锻造最新前沿技术研究综述(下)

《锻造最新前沿技术研究综述》(上)见《锻造与冲压》2021年第1期 近似超塑性技术 对具有微晶质的材料组织超塑性的研究(晶粒的平均尺寸通常不超过10～20μm),是在提高温度和相对低的变形速度(通常在10-4～10-3s-1)下进行的.事实上已经确定,任何多晶体材料,包括铝基、钛基、镍基等工业合金都能转变为超塑性组织状...     

关于金属压力加工过程中合理利用超塑性问题

金属与合金的超塑性效应是提高金属加工工艺效果的重要因素。在体积模锻、板材冲压成形和其它特种成形工艺过程中利用超塑性工艺。因可减少或取消机加工余量,相应的减少了金属的加工体积和劳动量,为此可以提高材料的利用系数和非加工表面系数,降低了能源消耗和成形力,并提高了产品质量。然而,在金属或合金变形时实施超塑性状态,使金属加工工艺大为复杂并提高下成本。首先必须使原始毛坯具备超细晶粒组织。其次,由于必须规定超塑性变形时的温度一速     

锌基超塑性合金的研制与应用

大多数金属都具有一定的塑性,而超塑性材料具有非凡的延伸率(δ>200～2000%)和小的变形抗力,所以极易变形,这种特异的塑性称为超塑性。现已发现,有二十几种纯金属和一百多种合金具有超塑性。我们研究和应用的是典型细晶粒超望性材料 Zn Al22、ZnAl22CuMg、ZnAlCu,这三种合金在一定的条件下具有异常好的超塑性,简直能象热塑料那样容易成形,因此可采用气压成形法加工出形状复杂的产     

塑性加工技术的新进展

介绍了 2 0 0 0年美国国际机械工程大会 (IMECE)的概况。介绍了该会议与塑性加工相关的 3个主题研讨会 (金属成形进展、材料热加工和快速成形技术 )的论文内容 ,讨论了塑性加工工艺控制与优化、板材加工、管材成形、材料数值模拟方法和计算模型方面的发展现状 ,介绍了液压胀管、半固态成形等热点研究工艺和一些新的塑性加工技术