精密成形-超塑性成型.ppt

精密成形与特种锻造工艺 主讲人:辛选荣 2.微细晶粒超塑性的三个基本条件: （1）具有稳定的等轴细晶组织 (a)细晶----10u (b)等轴----没有硬化. (c)稳定----不会急剧长大---晶粒间相互制约和一定的 温度控制范围 （2）成型温度 T≤0.5Tm且恒定 [Tm=t℃+273] 0.5Tm意味着温度不高(低于热锻),晶粒既不会迅速长 大, 而且扩散能和激活能较高-----变形恢复. （3）极低的应变速率: ---非常慢. 3.? 超塑性的特点: 1）低的流动应力--- 2）超常的塑性---比常规下高一个数量级,有良好的 流动性和复制性 3）晶间滑移变形为主(晶内变形小) 以上三个特点显示:更像”熔融塑料” σ 小， 充填好 大件 复杂件 塑性差件 ＊主要特征:材料流动应力对应变速率敏感--- 极低 即: Backofen方程 返回到通常状态下—意味着下一步变形不会硬化 其中 K--材料常数 m--应变速率敏感指数 5．气压胀形／扩散连接复合工艺(SPF／DB) 实验证明，金属材料在超塑性状态下具有良好的扩散连接性能。将这一性能与超塑性气压胀形结合，就形成了超塑性气压胀形／扩散连接复合工艺，即SPF／DB。这种工艺的用途 是成形夹层结构件，主要用于钛合金和铝合金的飞机与航天器结构件成形。实际上，这是迄今为止超塑性成形应用最成功的方面之一。 超塑成形的四个缺点: 1)微细晶粒的获得:需预处理. 2)长时间恒温. 3)对模具耐热性能要求较高. 4)成型速度太慢 以上缺点决定了超塑成形生产率极低,成本很高.主要应用在航空航天领域. §8—2 超塑成型材料及工艺条件 一.超塑性现象及超速指标. 极高的塑性,无缩颈, 极低. ???? 1.塑性:极高的塑性 －－对有色 －－对黑色 2.m值指标—应变速率敏感指数指标 K是常数 σ仅与 有关 式中是个很小的值 m越大σ越小 通常认为m≥ 0.3呈现超塑性 3.m值求法 －－－－－A速度下的σA －－－－－C速度下的σC ∴ 有 也有 采用速度突变拉伸变形方法可获得 以及 ①可以υA 慢拉得PA然后突升至υC 快拉得PC 增速法 ②可以υc–PC快拉 突降至υA’-PA’ 降速法 ③以上可以得到对应的 代入公式也可以求得m的值。 二.实现超塑性的条件 .微细晶粒的获得 冶金法 ---①快速凝固②多形成晶核 压力加工 ---轧、锻 热处理法 ---反复淬火或形变淬火 例如 钛合金 Tc4 Tc9 两种钛合金 供货状态 即为细晶、 轧制态 例如 铜合金HPb59-1：300℃温轧后450℃保温1h H62: 300℃保温1h 例如 钢 45＃ 830～850℃反复淬火4次 GCr15 830℃调质1～4次 另外 锌合金 ZnAl22 ZnAl27 铝合金 镁合金的一部分可以出现超塑性 　　 §8－3 超塑性成型工艺 一.超塑性成形工艺对设备的要求 　 1