超塑性成形

一：超塑性的介绍

超塑性是指材料在一定的内部条件和外部条件下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。超塑性的特点有大延伸率，无缩颈，小应力， 易成形。最近超塑性成形工艺将在航天、汽车、车厢制造等部门中广泛采用，所用的超塑性合金包括铝、镁、钛、碳钢、不锈钢和高温合金等。

二：特种锻造 超塑性成形需要什么工序

锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。锻造和冲压同属塑性加工性质，统称锻压。锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松、焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。有时还将处于加热状态，但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。不过这种划分在生产中并不完全统一。钢的再结晶温度约为460℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。锻造按成形方法则可分为自由锻、模锻、冷镦、径向锻造、挤压、成形轧制、辊锻、辗扩等。坯料在压力下产生的变形基本不受外部限制的称自由锻，也称开式锻造；其他锻造方法的坯料变形都受到模具的限制，称为闭模式锻造。成形轧制、辊锻、辗扩等的成形工具与坯料之间有相对的旋转运动，对坯料进行逐点、渐近的加压和成形，故又称为旋转锻造。锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。一般的中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好，形状和尺寸准确，表面质量好，便于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件，不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。铸锭仅用于大型锻件。铸锭是铸态组织，有较大的柱状晶和疏松的中心。因此必须通过大的塑性变形，将柱状晶破碎为细晶粒，将疏松压实，才能获得优良的金属组织和机械性能。经压制和烧结成的粉末冶金预制坯，在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。锻件粉末接近于一般模锻件的密度，具有良好的机械性能，并且精度高，可减少后续的切削加工。粉末锻件内部组织均匀，没有偏析，可用于制造小型齿轮等工件。但粉末的价格远高于一般棒材的价格，在生产中的应用受到一定限制。对浇注在模膛的液态金属施加静压力，使其在压力作用下凝固、结晶、流动、塑性变形和成形，就可获得所需形状和性能的模锻件。液态金属模锻是介于压铸和模锻间的成形方法，特别适用于一般模锻难于成形的复杂薄壁件。不同的锻造方法有不同的流程，其中以热模锻的工艺流程最长，一般顺序为：锻坯下料；锻坯加热；辊锻备坯；模锻成形；切边；中间检验，检验锻件的尺寸和表面缺陷；锻件热处理，用以消除锻造应力，改善金属切削性能；清理，主要是去除表面氧化皮；矫正；检查，一般锻件要经过外观和硬度检查，重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、残余应力等检验和无损探伤。锻压是锻造和冲压的合称，是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。在锻造加工中，坯料整体发生明显的塑性变形，有较大量的塑性流动；在冲压加工中，坯料主要通过改变各部位面积的空间位置而成形，其内部不出现较大距离的塑性流动。锻压主要用于加工金属制件，也可用于加工某些非金属，如工程塑料、橡胶、陶瓷坯、砖坯以及复合材料的成形等。锻压和冶金工业中的轧制、拔制等都属于塑性加工，或称压力加工，但锻压主要用于生产金属制件，而轧制、拔制等主要用于生产板材、带材、管材、型材和线材等通用性金属材料。人类在新石器时代末期，已开始以锤击天然红铜来制造装饰品和小用品。中国约在公元前2000多年已应用冷锻工艺制造工具，如甘肃武威皇娘娘台齐家文化遗址出土的红铜器物，就......余下全文>>

三：现代塑性加工有哪些新技术

新世纪，科学技术面I临着巨大的变革。通过与计 算机的紧密结合，数控加工、激光成形、人工智能、材 料科学和集成制造等一系列与塑性加工相关联的技 速度之快，学N－领域交叉之广是过去任何时 法比拟的。目前。塑性加工新工艺和新设备如 笋般地涌现。把握塑性加工技术的现状和发展前景，有助于及时研究、推广和应用高新技术，推 动塑性加T技术的持续发展。

2．1基于新能源的塑性成形新技术 激光、电磁场、超声波和微波等新能源的应用为 塑性加T提供了新的方法。 激光热应力成形利用激光扫描金属薄板时，在 热作用区域内产生强烈的温度梯度，引起超过材料 屈服极限的热应力，使板料实现热塑性变形。激光冲 压成形是在激光冲击强化基础上发展起来一种全新 的板料成形技术，其基本原理是利用高功率密度、短 脉冲的强激光作用于覆盖在金属板料表面上的能量 转换体。使其汽化电离形成等离子体，产生向金属内 部传播的强冲击波。由于冲击波压力远远大于材料 的动态屈服强度，从而使材料产生屈服和冷塑性变 形【3】。 电磁成形T艺是利用金属材料在交变电磁场中 产生感生电流（涡流），而感生电流又受到电磁场的 作用力，在电磁力的作用下坯料发生高速运动而与 单面凹模贴模产生握性变形。适用于薄板材的成形、 不同管材间的快速连接、管板连接等加工过程，是一 种高速成形工艺141。 超声塑性成形是对变形体或工装模具施加高频 振动，坯料与工装模具之间的摩擦力可以显著降低， 结果引起坯料变形阻力和设备载荷显著降低，并且 还能大幅度提高产品的质缝和材料成形极限，因此。 成为一些特殊新材料的最有效加T途径。管材、线材 和棒材的拉拔成形、板材拉深成形都可以采用超声 塑性成形技术｛5J。 有些金属在常温或低温下不易轧制结合，而采 用高温轧制坯料前处理复杂、成晶率低，或金属问易 发生反应而形成脆性化合物等缺陷。若采用爆炸成 万方数据 形复合后，再采用常规轧制法加工，则可解决上述问 题，称为爆炸焊接一轧制成形法16．71。 2．2基于新介质的塑性成形新技术 传统的翅性加工都是利用锤头、模具等刚性物 体对坯料施／Jn＃l－部载荷。而液体、气体等新介质在塑 性加工中的使用产生了额的成形技术。 液压成形技术通过液体压力的直接作用使材料 变形，分为板材液压成形技术、管件液压成形技术与 流体引伸技术。由于其成形的构件质量轻、质量好， 加上产品设计灵活，工艺过程简捷。同时又具有近净 成形与绿色制造等特点，因此，在汽车轻量化领域中 获得了广泛的应用I研。 气压成形技术主要有热态金属气压成形 （HMGF）和快速塑性成形（QPF）技术。HMGF主要是 针对管状结构件气压成形；而QPF是针对板料的高 温气压成形。新工艺主要通过热活化成形过程，改善 材料的成形性能和变形机制，并可获得优化的热处 理后力学性能〔91。 喷丸成形是利用高速弹丸撞击金属板料表面， 使受撞击表面及其下一层金属产生塑性变形，导致 面内产生残余应力，在此应力作用下，逐步使板料达 到要求外形的一种成形方法。目前，波音和空中客车 等飞机制造公司在其现代客机的生产中，都已采用 了该技术。其工艺方法有弯曲喷丸、延伸喷丸和预应 力喷丸三种【IOl。 2．3基于不同加载方式的塑性成形新技术 传统的甥性成形加载方式为采用模具对整个坯 料施加变形载荷，这样的加载方式对于厚大零件成 形较困难，而改变塑性加工的加载方式可得到新的 加工工艺。例如旋压、摆动辗压、辊锻、楔横轧等技术 都是典型的采用局部连续加载方式成形的。近些年， 新提出的无模多点成形和数控渐进成形，则更是将 这种加载方式的变革提高到了......余下全文>>

四：金属塑性成形原理的金属塑性成形原理[董湘怀编著]

目录前言第1章绪论1.1金属塑性成形的特点1.2金属塑性成形方法的分类1.3金属塑性成形原理课程的内容和要求1.4金属塑性成形理论的发展概述思考题第2章金属塑性变形的材料学原理2.1金属的晶体结构2.2金属的塑性变形机理2.3金属塑性变形后的组织与性能变化2.4金属的冷、热、温塑性变形思考题第3章金属的塑性3.1塑性的概念及指标3.2影响金属塑性的因素3.3金属的超塑性……

五：为什么说塑性成形时金属的变形都是不均匀的

为什么说塑性成形时金属的变形都是不均匀的

会产生内应力，使材料本身力学性能降低，而且3种内应力中的晶格畸变会成为金属再结晶的驱动力

弹性变形定义 材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。这种可恢复的变形称为弹性变形。 弹性变形的重要特征是其可逆性,即受力作用后产生变形,卸除载荷后,变形消失。这反映了弹性变形决定于原子间结合力这一本质现象。塑性变形;材料在外力作用下产生形变而在外力去除后不能恢复的那部分变形 。材料在外力作用下产生应力和应变（即变形）。当应力未超过材料的弹性极限时，产生的变形在外力去除后全部消除，材料恢复原状，这种变形是可逆的弹性变形。当应力超过材料的弹性极限，则产生的变形在外力去除后不能全部恢复，而残留一部分变形，材料不能恢复到原来的形状，这种残留的变形是不可逆的塑性变形。在锻压、轧制、拔制等加工过程中，产生的弹性变形比塑性变形要小得多，通常忽略不计。这类利用塑性变形而使材料成形的加工方法，统称为塑性加工

六：材料的塑性变形与金属的塑性成形有何关系？

材料的塑性变形反应的是材料发生变形的难易程川指标；而材料的塑性成形，在加工过程中已经发生了加工变形，它是材料塑性加工的指标之一。总体而言，塑性变形容易的金属，塑性成形时，也相对较好。

七：钢材的材质怎样分类

钢材有以下几种材质分类，按照概念，生产方法，化学成分，有不同的材质分类。钢材材质分类　　钢是钢材含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种钢材多样，其主要方法有如下七种： 　　1、钢材按品质分类 　　(1) 普通钢(P≤0.045%，S≤0.050%) 　　(2) 优钢材质钢(P、S均≤0.035%) 　　(3) 高级优质钢(P≤0.035%，S≤0.030%) 　　2.、按化学成份分类 　　(1) 碳素钢：钢材a.低碳钢(C≤0.25%);b.中碳钢(C≤0.25~0.60%);c.高碳钢(C≤0.60%)。 　　(2) 合金钢：a.低合金钢(合金元素总含量≤5%);b.中合金钢(合金元素总含量5~10%);c.高合金钢(合金元素总含量10%)。 　　3、钢材按成形方法分类：(1) 锻钢;(2) 铸钢;(3) 热轧钢;(4) 冷拉钢。 　　4、钢材按金相组织分类 　　(1) 退火状态的：a.亚共析钢(铁素体+珠光体);b.共析钢(珠光体);c.过共钢材析钢(珠光体+渗碳体);d.莱氏体钢(珠光体+渗碳体)。 　　(2) 正火状态的：a.珠光体钢;b.贝氏体钢;c.马氏体钢;d.奥氏体钢。 　　(3) 钢材无相变或部分发生相变的5、按用途分类 　　(1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢;b.低合金结构钢;c.钢筋钢。 　　(2) 钢材结构钢 　　a.机械制造用钢：(a)调质结构钢;(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢;(c)易切结构钢;(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。 　　b.弹簧钢 　　c.轴承钢 　　(3) 工具钢：a.碳素工具钢;b.合金工具钢;c.高速工具钢。 　　(4) 特殊性能钢：a.不锈耐酸钢;b.耐热钢：包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢;c.电热合金钢;d.耐磨钢;e.低温用钢;f.电工用钢。 　　(5) 专业用钢如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。 　　6、综合分类 　　(1)普通钢 　　a.碳素结构钢：(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。 　　b.低合金结构钢 　　c.特定用途的普通结构钢 　　(2)优质钢(包括高级优质钢) 　　a.钢材结构钢：(a)优质碳素结构钢;(b)合金结构钢;(c)弹簧钢;(d)易切钢;(e)轴承钢;(f)特定用途优质结构钢。 　　b.工具钢：(a)碳素工具钢;(b)合金工具钢;(c)高速工具钢。搐　　c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢;(b)耐热钢;(c)电热合金钢;(d)电工用钢;(e)高锰耐磨钢。 　　7、按冶炼方法分类 　　(1) 按炉种分 　　a.平炉钢：(a)酸性平炉钢;(b)碱性平炉钢。 　　b.转炉钢：(a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢;(c)顶吹转炉钢。 　　c. 电炉钢：(a)电弧炉钢;(b)电渣炉钢;(c)感应炉钢;(d)真空自耗炉钢;(e)电子束炉钢。 　　(2)钢材按脱氧程度和浇注制度分 　　a.沸腾钢;b.半镇静钢;c.镇静钢;d.特殊镇静钢。 　　钢号四种 　　I级 HPB235(Q235)钢筋，标准强度 235 N/mm2 　　Ⅱ级 HRB335(20MnSi) 3......余下全文>>

八：最小阻力定律对分析塑性成形时的金属流动有何意义

积极作用：可以利用摩擦阻力来控制金属流动方向。如，开式模锻时可利用飞边桥部的摩擦力来保证金属充满模膛；模锻和轧制是依靠摩擦力使坯料咬人轧辊等。消极作用：1改变了变形体内应力状态，增大了变形抗力，引起了能量消耗增加；2引起不均匀变形，产生了附加拉应力和残余应力，附加拉应力使变形体塑性降低，当附加拉应力的数值超过材料的强度极限时，可能造成材料破裂，残余应力也对塑性变形带来许多不良的影响，如使制品的尺寸和形状发生变化，缩短制品的寿命，降低金属的抗疲劳性能等；3降低了模具使用寿命，主要原因是由于摩擦可使模具接触面直接磨损，摩擦产生热降低了模具材料的强度，以及摩擦引起了变形抗力的增加等

九：什么书讲 钢材进入塑性比较深入

钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅

、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种：

1、按品质分类

(1) 普通钢 (2) 优质钢 (3) 高级优质钢

2.、按化学成份分类

(1) 碳素钢：a.低碳钢；b.中碳钢；c.高碳钢

(2) 合金钢：a.低合金钢；b.中合金钢；c.高合金钢

3、按成形方法分类

(2) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢

4、按用途分类

(1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。

(2) 结构钢

a.机械制造用钢：(a)调质结构钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢；(d)冷塑性成形

用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢；b.弹簧钢； c.轴承钢

(3) 工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。

(4) 特殊性能钢：a.不锈耐酸钢；b.耐热钢：包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工

用钢。

(5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。

5、综合分类

(1)普通钢

a.碳素结构钢：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。

b.低合金结构钢

c.特定用途的普通结构钢

(2)优质钢（包括高级优质钢）

a.结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢； (f)特定用途优质结构钢。

b.工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。

c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。

6、按冶炼方法分类

(1) 按炉种分

a.平炉钢：(a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢。

b.转炉钢：(a)酸性转炉钢；(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢；(b)侧吹转炉钢；(c)顶吹转炉钢。

c. 电炉钢：(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。

(2)按脱氧程度和浇注制度分

.沸腾钢；b.半镇静钢；c.镇静钢；d.特殊镇静钢。

7、按外形分类

可分为:a.型材、b.板材、c.管材、d.金属制品四大类。

a. 型材：

重轨，每米重量大于30千克的钢轨（包括起重机轨）；轻轨，每米重量小于或等于30千克的钢轨。

大型型钢：普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边和不等边角钢及螺纹钢等。按尺寸大小分为大、中、小型钢

线材：直径5-10毫米的圆钢和盘条

冷弯型钢：将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢

优质型材：优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等

b．板材；

薄钢板，厚度等于和小于4毫米的钢板

厚钢板，厚度大于4毫米的钢板。可分为中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm）、特厚板（厚度大于

60mm）

钢带，也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板

电工硅钢薄板，也叫硅钢片或矽钢片

c.管材：

无缝钢管，用热轧、热轧——冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管

焊接钢管，将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管

d.金属制品

包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等...余下全文>>