超塑性合金

高強度材料可以滿足一些耐受性要求較高的部件製造,但加工難度相應也增大了。長期以來,人們一直希望能夠很容易地對高強度材料進行塑性加工成型,成型以後,又能像鋼鐵一樣堅固耐用。隨著超塑性合金的出現,這種想像成為了現實。

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超塑性合金
主題詞或關鍵字: 材料科學

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最初發現的超塑性合金是鋅與22%鋁的合金。1920年,德國人羅森漢在鋅-鋁-銅三元共晶合金的研究中,發現這種合金經冷軋後具有暫時的高塑性。超塑性鋅合金的形成條件為,溫度250℃~270℃,壓力0.39兆帕~1.37兆帕。超塑性鋅合金具有成型加工溫度低,成型性和耐腐蝕性好等優點。所以除了製作各種複雜形狀的容器外,還廣泛用作建築材料。
1928年英國物理學家森金斯下了一個定義:凡金屬在適當的溫度下變得像軟糖一樣柔軟,而且其應變速度為每秒10毫米時產生300%以上的延伸率,均屬超塑性現象。1945年蘇聯包奇瓦爾等針對這一現象提出了“超塑性”這一術語,並在許許多多有色金屬共晶體及共析體合金中,發現了不少的延展性特別顯著的特異現象。
70年代的初期,全世界都在追尋金屬的超塑性,並已發現170多種合金材料具有超塑性。
在通常情況下,金屬的延伸率不超過90%,而超塑性材料的最大延伸率可高達1000%~2 000%,個別的達到6000%。金屬只有在特定條件下才顯示出超塑性。在一定的變形溫度範圍內進行低速加工時可能出現超塑性。產生超塑性的合金,晶粒一般為微細晶粒,這種超塑性叫作微晶超塑性。有些金屬受熱達到某個溫度區域時,會出現一些異常的變化,若使這種金屬在內部結構發生變化的溫度範圍上下波動,同時又對金屬施力,就會使金屬呈現相變超塑性。

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