空洞对超塑性的影响

本文第一次将空洞作为组织变化的一种形式,讨论了空洞对材料超塑性的影响。根据热力学原理分析了空洞对超塑性影响的本质,并对空洞形核长大对 m值的影响予以定量表达。     

间断变形工艺提高AZ31镁合金超塑性的研究

研究间断变形工艺对AZ31镁合金超塑性的影响.结果表明,当温度为400～440℃、应变速率小于5×10-4 s-1时,间断变形工艺可以显著提高AZ31镁合金的超塑性.计算了空洞体积分数与空洞数量的关系.结果表明,空洞体积分数与空洞数量呈正比.对拉伸试样断口形貌的分析表明,间断变形减少了空洞数量,因而减小了空洞体积分数,提高了超塑性伸长率.     

Cu－Zn－Al形状记忆合金的超塑性

对Ｃｕ－２６．６９％Ｚｎ－３．８２％Ａｌ形状记忆合金的超塑性的研究结果表明，该合金具有良好的超塑性．合金是空洞敏感材料、其超塑性断裂属于空洞断裂．经超塑性变形后，合金的记忆性能提高，并在较大的热处理工艺参数范围内具有良好的记忆性能．     

Si3N4陶瓷颗粒增强铝基复合材料压缩超塑性研究

采用热压法制备出了体积分数为20%的Si3N4陶瓷颗粒增强的2124铝基复合材料,对该材料的压缩超塑性进行了研究,确定了该复合材料压缩超塑成形工艺参数,并对其超塑性机理进行了初步研究。研究表明,该复合材料在一定的工艺条件下可实现压缩超塑性,其最佳超塑压缩温度为515℃,最佳初始应变速率范围为1.225×10-4~1.225×10-3/s,其超塑性压缩变形机制为适量的液相和动态再结晶共同调节的晶界滑动。     

AZ31镁合金的超塑性研究

在温度为400～440℃、应变速率为10-2～10-4 s-1的范围内研究AZ31镁合金的超塑性.结果表明,当应变速率不小于5×10-3 s-1时,AZ31镁合金的超塑性伸长率随着温度的升高而增大.对应变速率敏感指数和拉伸试样的宏观断裂特征分析表明,应变速率敏感指数是影响超塑性的主要因素.当应变速率不大于5×10-4 s-1时,AZ31镁合金在420℃时具有最大伸长率.对断裂试样的颈缩现象和断口空洞的SEM分析表明,空洞是影响超塑性的主要因素.     

金属基复合材料二次加工技术及应用

文章结合金属基复合材料的性能特点,论述了金属基复合材料的模锻及二次挤压、超塑性成形、半固态成形等金属基复合材料的二次加工技术及应用。     

金属基复合材料的高应变率超塑性变形

根据金属基复合材料在高应变率下的超塑性变形机遇，讨论了已有的超塑性本构描述的优缺点，提出了获得精确描述高应变率下材料响应本质特征本构方程的几点看法，为超塑性成形的数值模拟提供理论基础。     

考虑空洞演化效应的金属超塑性变形理论

根据金属超塑性变形时一般出现严重空洞化的特点,对金属板料超塑性变形时的屈服准则、空洞长大模型、材料损伤动力学方程、起塑性极科的受拉（包括双向受拉）失稳过程和先稳时的成形极限计算方法,起塑性极科成形极限图的预测以及自由胀形和充模胀形等具体起塑成形工艺考虑空洞演化效应的工艺计算与分析等问题进行了系统全面的研究．从而形成了考虑空洞演化效应的金属起塑性变形理论体系。对考虑空洞演化效应的金属起塑性变形理论中的基本问题作了扼要介绍。     

刚塑性含空洞材料变分原理的研究

根据含空洞材料的Gurson-Tvergaard塑性势函数,将由于空洞的物理作用引起的损伤和体积膨胀效应考虑到连续介质本构方程中,给出并证明了刚塑性含空洞材料的变分原理。给出的广义变分原理为用有限元方法模拟含空洞材料的塑性成形过程提供了理论基础。     

高应变速率超塑性铝基材料的研究现状与展望

高应变速率超塑性是一个涉及先进制造技术和超细晶块体材料的高科技前沿研究领域 美国SuperformAluminium公司采用超塑成形技术使轿车重量减轻了一半 ,大大降低了油耗与排放 ,因此高应变速率超塑性铝基材料的研究对于今后有效地利用地球资源和减少地球环境污染具有重要的现实意义 应变速率太低和成本太高是今后超塑性先进制造技术和超细晶块体材料大规模实用化进程中必须解决的关键问题 本文综述了国内外超塑性铝基复合材料和铝合金的制备、性能及变形机理的研究现状 ,指出了加快铸造法低成本制备高应变速率超塑性铝合金研究的迫切性 ,并展望了该材料在 2 1世纪的应用前景     

A high-strain-rate superplastic ceramic

High-strain-rate superplasticity describes the ability of a material to sustain large plastic deformation in tension at high strain rates of the order of 10-2 to 10-1 s-1 and is of great technological interest for the shape-forming of engineering materials. High-strain-rate superplasticity has been observed in aluminium-based and magnesium-based alloys. But for ceramic materials, superplastic deformation has been restricted to low strain rates of the order of 10-5 to 10-4 s-1 for most oxides and nitrides with the presence of intergranular cavities leading to premature failure. Here we show that a composite ceramic material consisting of tetragonal zirconium oxide, magnesium aluminate spinel and alpha-alumina phases exhibits superplasticity at strain rates up to 1 s-1. The composite also exhibits a large tensile elongation, exceeding 1,050 per cent for a strain rate of 0.4 s-1. The tensile flow behaviour and deformed microstructure of the material indicate that superplasticity is due to a combination of limited grain growth in the constitutive phases and the intervention of dislocation-induced plasticity in the zirconium oxide phase. We suggest that the present results hold promise for the application of shape-forming technologies to ceramic materials.     

陶瓷超塑性综述

现已公认超塑性是陶瓷中一种很有潜力的变形工艺.本文总结了陶瓷及其它非金属材料中超型性的主要特点并考察了这些材料中相变与组织两种超塑性的报导.结果表明其与金属既有相同又有不同之处.相同的是应变速率随应力及晶粒尺寸的变化,重要的区别是必须考虑到陶瓷中的晶间非晶相的作用.在金属间化合物及地质材料中超塑性同样也是重要的,在地质材料中无论在试验室试验或自然界的变形中部有超塑变形的迹象.     

Mantle superplasticity and its self-made demise

The unusual capability of solid crystalline materials to deform plastically, known as superplasticity, has been found in metals and even in ceramics. Such superplastic behaviour has been speculated for decades to take place in geological materials, ranging from surface ice sheets to the Earth's lower mantle. In materials science, superplasticity is confirmed when the material deforms with large tensile strain without failure; however, no experimental studies have yet shown this characteristic in geomaterials. Here we show that polycrystalline forsterite + periclase (9:1) and forsterite + enstatite + diopside (7:2.5:0.5), which are good analogues for Earth's mantle, undergo homogeneous elongation of up to 500 per cent under subsolidus conditions. Such superplastic deformation is accompanied by strain hardening, which is well explained by the grain size sensitivity of superplasticity and grain growth under grain switching conditions (that is, grain boundary sliding); grain boundary sliding is the main deformation mechanism for superplasticity. We apply the observed strain-grain size-viscosity relationship to portions of the mantle where superplasticity has been presumed to take place, such as localized shear zones in the upper mantle and within subducting slabs penetrating into the transition zone and lower mantle after a phase transformation. Calculations show that superplastic flow in the mantle is inevitably accompanied by significant grain growth that can bring fine grained (≤1?μm) rocks to coarse-grained (1-10?mm) aggregates, resulting in increasing mantle viscosity and finally termination of superplastic flow.     

一种优良的超塑性模具钢——高碳铬硅钢

适当降低超高碳钢的含碳量,并加入一定量的铬和硅,可以得到一种具有优良的超塑性能和其它工艺性能的高碳铬硅钢。 同其它超塑性钢相比,这种钢的超塑性形变速率很高(>0.49min~(-1)),这将大大提高超塑性成形的速度;该钢超塑性成形的温度区间达150K以上,这将给超塑性成形的工业化应用带来极大便利;此外,这种钢的超塑性形变抗力低;超塑性组织的制备十分简便;该钢的淬透性和淬硬性都很好,室温力学性能优于9CrSi;等模具钢。因此,这种钢可作为超塑成形的模具钢使用。     

超塑变形中的晶粒尺寸效应

分析了晶粒尺寸在各种机制中对总变形的影响;晶粒尺寸不同时材料变形的微观特征;晶粒尺寸对晶界滑移速率的影响。讨论了超塑变形中的区间转变;定量表达了晶粒尺寸和变形温度对区间转变应变速率的影响;进而提出临界晶粒尺寸及临界变形温度的新概念及表达式。并以Al-Zn-Mg合金对以上理论分析进行了验证。     

挤压比对低温挤压ZA15锌合金组织和力学性能的影响

利用拉伸试验和扫描电镜,研究了在150℃,挤压比对反向挤压ZA15锌合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明:随着挤压比的增加,ZA15锌合金室温抗拉强度有所提高,但都在150 MPa以下.其伸长率在160%~180%,具有室温超塑性.这主要是由于均匀化后形成的(α+η)片层共析组织经塑性变形后转变成以η相为基体,α相呈粒状弥散分布组织.这意味着采用低温常规挤压制备ZA15锌合金即可获得室温超塑性,同时,其力学性能也能够满足热喷涂ZA15锌合金线材的新标准要求.     

工业铝合金LY12超塑效应试验应用

本文介绍了铝合金经超塑预处理后的超塑成形实验过程。结果表明在一定的温度和变形速度下,铝合金显示了超塑效应,并可直接成形复杂形状的工件。     

稀土量不同的Al－Zn－Mg合金超塑变形中第二相状态

对稀土量不同的Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ合金的第二相进行了测量与研究，给出了合金中第二相状态随稀土量变化的规律．结果表明，第二相明显影响合金的超塑性．