两分钟看透材料超塑性检测所有知识

超塑性可以说是非晶态固体或玻璃的正常状态, 如玻璃在高温下可通过粘滞性流变被拉得很长而不发生缩颈, 金属及合金通常没有这种性质。 但如果一种晶体在某种显微组织、 形变温度和形变速度条件下表现出了特别大的均匀塑性变形而不产生缩颈, 延伸率达到 500%-2000%, 我们就称这个材料具有超塑性。

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两分钟看透材料超塑性检测所有知识综述

超塑性可以说是非晶态固体或玻璃的正常状态, 如玻璃在高温下可通过粘滞性流变被拉得很长而不发生缩颈, 金属及合金通常没有这种性质。 但如果一种晶体在某种显微组织、 形变温度和形变速度条件下表现出了特别大的均匀塑性变形而不产生缩颈, 延伸率达到 500%-2000%, 我们就称这个材料具有超塑性。 这种超塑性的范围主要取决于显微组织的变化, 故也称组织超塑性。 实际生产中应用最广泛的是组织超塑性。 获取这种超塑性一般要求材料具有均匀、 细小的等轴晶粒和较好的热稳定性, 这是就需要对材料的超速性检测,其确保其性能是否符合我们的要求。

目前,材料超塑性检测一般分为以下几类: 组织超塑性检测、 相变超塑性检测和其他超塑性检测,材料超塑性能检测的本质特点是, 在高温条件发生, 应变硬化很小或者等于零, 要将塑性流变用粘滞性流变来分析。 所以产生超塑性是有条件的:

 

1、材料具有细小等轴的原始组织

 可以肯定地说, 材料产生超塑性的唯一必要的显微组织条件就是尺寸为微米级的超细晶粒, 一般晶粒尺寸在 0.5-5mm 左右, 同时要求在材料超塑性检测热加工过程中晶粒不能长大或长得很慢, 即要始终保持细小的晶粒组织。 由于第二相的存在是稳定晶粒尺寸的最佳方法, 因此产生超塑性的最佳组织应是由两个或多个紧密交错相的超细晶粒组成的组织, 这就解释了为什么大多数要进行超塑性检测的材料都是共晶、 共析或析出型合金。

 

2、材料在高温下变形

一般情况下超塑性检测材料的加工温度范围在(0.5-0.65)Tm之间。 高温下的超塑性变形不同于热加工时的动态回复与动态再结晶变形, 共变形机制主要是晶界滑动和扩散性蠕变。

 

 

3、低应变速率和高的应变速率敏感系数

 材料超塑性检测时的应变速率通常在10-2-10-4s-1, 以保证晶界扩散过程充分进行, 但应变速率的敏感系数 m 要大。

如图 9.78 所示, 超塑性发生在最大斜率区, 取值范围为 0.5≤m≤0.7。 因为当 m值较大时, 试样横截面积 A 随时间 t 的变化率 dA/dt 的变化不敏感, 拉伸时不易产生缩颈, 而呈现出超塑性。 

由此总结材料经过超塑性检测的研究结果主要有四点:

1 、材料超塑性检测变形时尽管变形量很大, 但晶粒没有被拉长, 仍保持等轴状。

2、 材料超塑性检测变形没有晶内滑移和位错密度的变化, 抛光试样表面也看不到滑移线。 

3、 材料超塑性检测变形过程中晶粒有所长大, 且形变量越大, 应变速率越小, 晶粒长大越明显。

4、 材料超塑性检测变形时产生晶粒换位, 使晶粒趋于无规排列, 并可因此消除再结晶织构和带状组织。

 

近些年来,材料超塑成形工艺,已经在汽车、飞机、发动机、导弹、舰艇等工业领域的应用不断扩大, 并且显示出旺盛的生命力, 在已获得的工程应用领域内也产生了巨大的技术经济效益,所以材料超塑性能检测,可以有效的防止材料在异常拉伸状态下出现颈缩或断裂的情况。

 

 

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