镁合金超塑性及其成形技术进展

阐述了金属超塑性的特点与分类,镁合金超塑性的研究方向及其变形机制.针对当前镁合金超塑性及其成形技术的研究现状,提出了新型镁合金超塑性成形技术的开发思路,为提高镁合金超塑性的工业应用及拓宽镁合金的应用范围提供参考.     

镁合金超塑性的变形机理﹑研究现状及发展趋势

综述不同成形条件下的镁合金激活能及本构方程,对粗晶和细晶镁合金的超塑性变形机理予以详细的介绍。并对常见的几种镁合金超塑性加工方式进行探讨,并概述超塑性镁合金的发展趋势,认为未来超塑性镁合金将取得快速发展。获得高应变速率与低温超塑性镁合金并实现镁合金低成本化、安全化、环保化是目前研究的热点。     

镁合金超塑性研究

镁合金在室温下的塑性比较差，但在高温时塑性会有很大程度的改善。AZ31、AZ61、AZ91等合金在较高的温度和较慢的拉伸速率下具有超塑性。最新研究表明镁合金能够在低温和高变形速率下实现超塑性，因而具有工业化应用的可能。综述了镁合金超塑性研究领域的主要成果，分析了该领域研究中尚存在的一些问题，就今后的研究课题及发展方向进行展望。     

细晶超塑性变形及其在镁合金中的研究现状

介绍了镁合金作为结构件的优越性及其应用受到限制的原因；描述了超塑性变形的特征、研究方向及超塑性变形的模型；综述了细晶对超塑性的影响，镁合金中的细化晶粒工艺，镁合金的塑性变形机制及细晶镁合金的超塑性变形机制。指出如果超塑性成形能够在镁合金中得到成功的应用，则可大大拓宽镁合金的实际应用领域。     

MB26镁合金的超塑性与超塑挤压研究

研究了MB26镁合金的超塑性,找到了该合金的最佳超塑性条件,分析了变形速率、温度等因素对该合金超塑性的影响。另外还对该合金的超塑性挤压作了实验研究。     

镁合金细晶超塑性的研究进展

镁合金作为当前最轻的金属结构材料,由于其独特的优点被誉为"21世纪绿色工程材料"。介绍了超塑性特征;阐述了镁合金细晶超塑性的方法及机理;分析了不同晶粒细化工艺对镁合金微观组织和塑性变形性能的影响,最后展望了镁合金超塑性的发展方向。     

喷射沉积高Ca镁合金热变形行为研究

采用喷射沉积技术制备Mg-9Al-3Zn-1Mn-6Ca镁合金沉积坯,并对其进行挤压预变形和二次热压缩变形,研究热变形过程中再结晶、超塑性之间的微观组织演变。结果表明,二次热压缩变形后的镁合金在350℃、0.002s-1变形速率条件下,实现了镁合金超塑性压缩变形,外缘圆周伸长率达到103.96%;超塑性变形发生时伴随着动态再结晶发生,且当加工硬化速率与软化速率达到动态平衡时会出现压缩超塑性,350℃时变形速率是影响高Ca镁合金超塑性的主要因素。     

AZ31镁合金超塑性及其变形机制图

在温度为400～440 ℃、应变速率为10-2～10-4 s-1范围内,研究挤压态AZ31镁合金的超塑性.结果表明,当应变速率较高时,颈缩是超塑性断裂的主要原因.温度越高,应变速率敏感指数m值越大, AZ31镁合金的超塑性伸长率越高.当应变速率较低时,空洞扩张是影响超塑性断裂的主要原因,温度越高,超塑性伸长率越低.研究了超塑性变形机理,建立了超塑性变形机制图,结果表明,温度为400 ℃或420 ℃、应变速率较低时,AZ31镁合金的超塑性变形属于溶质拖曳的位错蠕变机制;当应变速率较大时,属于攀移控制的位错蠕变机制.温度为440 ℃时,AZ31镁合金的变形机制符合晶格扩散控制的位错蠕变.     

镁合金超塑性研究现状与进展

综述了镁合金超塑变形的研究现状，关注了其中的热点，并强调了在大晶粒、高速和低温条件下的超塑性研究是今后镁合金变形研究的方向。     

搅拌摩擦加工镁合金的超塑性

搅拌摩擦加工(FSP)是一种极具潜力的大塑性变形技术。综述了近年FSP工艺在镁合金上应用的研究现状,对FSP工艺原理、工艺参数进行介绍。FSP制备的镁合金通常具有良好的超塑性,超塑性可以克服室温难以成形的缺点,使镁合金加工成复杂的部件成为可能。最后在现有的研究基础上,展望了FSP在镁合金应用中的发展趋势。     

铝合金/合金钢异种金属摩擦焊接头组织与性能

介绍了国内外粗晶铝合金超塑性的基本研究情况。对粗晶铝合金超塑性变形机理的研究进行归类总结,主要包括：扩散蠕变机理、伴随扩散蠕变的晶界滑移机理、位错蠕变/滑移机理、液相协调机理、动态再结晶机理、晶粒群滑移机理和空洞连接协调机制。并针对低成本发展铝合金超塑性研究的迫切性,展望了粗晶材料的应用前景。指出了除大晶粒外,高应变速率和低温条件下的超塑性也是目前铝合金变形研究的方向。

     

分步拉伸变形对TA15合金超塑性的影响

采用分步变形法对TA15合金在10 kN高温电子拉伸试验机上进行了超塑性拉伸试验,研究了变形温度和预变形量对该合金超塑性性能及微观组织演变。结果表明:变形温度为850~950℃和预变形量为100%~200%时,TA15合金呈现出良好的超塑性;变形温度为900℃和预变形量为150%时,该合金的超塑性能最好,最大延伸率为1456%;变形温度为950℃时,该合金的超塑性能降低,延伸率仅为188%。TA15合金的微观组织状态显示:该合金在拉伸变形过程中微观组织保持等轴状,但是随着变形温度的升高,晶粒开始长大,变形温度越高,晶粒长大越显著。     

纳米陶瓷超塑加工成形的研究进展

在对纳米陶瓷超塑性拉伸研究进行总结的基础上 ,综述了陶瓷超塑成形的研究进展情况。指出 :陶瓷材料由于其超塑特性 ,所以能够用各种现有的金属塑性成形方法来成形。最佳成形温度范围大约在 12 0 0℃～ 15 0 0℃之间 ,最佳晶粒平均直径为 10 0nm～ 2 0 0nm。     

Formation of microstructure and the superplasticity of Al–Mg-based alloys

The influence of a 3–10% content of magnesium in Al–Mg–Mn(Cr) alloys on the characteristics of the microstructure of sheet blanks and their superplasticity has been examined. It has been shown that the minimum size of grains and the best superplasticity are characteristic of the alloy that contains about 7% magnesium and is additionally alloyed simultaneously with manganese and chromium. An increase in the content of magnesium leads to the formation of conglomerates of particles of a chromium–manganese phase and, as a result, to a coarsening of the grain structure and a deterioration of superplasticity.     

铝基和钛基复合材料的塑性与超塑性

综述了近年来铝基和钛基复合材料的塑性和超塑性研究进展 ,分析了材料制备工艺和变形温度等参数对于复合材料的塑性和超塑性的影响规律 ,并展望了两种复合材料塑性和超塑性研究的发展方向。     

Low-temperature superplasticity of ZK40 magnesium alloy processed using equal channel angular pressing

Microstructure evolution and superplastic behaviors of ZK40 magnesium alloy were investigated in the temperature range of 473～623 K. Transmission electron microscopy (TEM) was used to study the microstructure changes, twinning occurred significantly after being processed by equal channel angular pressing (ECAP) for one pass through the die, the mean grain size was 5.6μm. Finer grains can be obtained after further processing through ECAP, the average grain size of the alloy processed by ECAP for three passes was as low as 0.8 μ_m; this alloy exhibited low temperature superplasticity at 473～523 K, elongations obtained at the same initial strain rate of 1×10~(-3) s~(-1) were 260％ at 473 K and 612％ at 523 K, respectively. Corresponding values for the ZK40 alloy processed by ECAP for only one pass were 124％ at 473 K and 212％ at 523 K, respectively; poor superplastic behavior of this material was related to the long-range stresses associated with the non-equilibrium grain boundaries within the coarse grains. The incompatibility between fine and coarse grains was thought to be unfavorable to the improvement of superplasticity.     

Diffusion of Boron on Superplastic Duplex Stainless Steel

It is well known that duplex stainless steels having refined grain, structure exhibit superplasticity. In this paper, the diffusion of boron in the superplastic duplex stainless steels has been investigated. Boron diffuses through the interior of the grains in superplastic duplex stainless steels. On the other hand, in case of normal duplex stainless steel having the same chemical concentration, boron mainly diffuses along the grain boundaries and does not diffuse through the interior of the grains. Investigations using Auger electron microscopy for super plastic duplex stainless steels revealed, the Cr concentration is much higher than Fe concentration in boron diffused areas. These results indicate that superplasticity activates diffusion into the interiors of grains. Further, it seems that boron preferentially reacts with Cr rather than Fe. Moreover the distribution of Fe and Cr is changed by the diffusion of boron.     

块体非晶合金超塑性成形的研究进展

简述了块体非晶合金的研究现状及其超塑性成形技术,重点介绍了温度及应变速率对非晶合金超塑性的影响、块体非晶合金过冷液相区本构模型研究概况以及超塑性成形的应用,提出了块体非晶合金超塑性研究中仍需解决的问题。