高应变速率超塑性铝基材料的研究现状与展望.pdf

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1、第23卷第3期江苏大学学报（自然科学版）VOI.23NO.32002年5月JOurnaIOfJiangsuUniversit（yNaturaIScience）May2002!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!高应变速率超塑性铝基材料的研究现状与展望徐海卫，程晓农，许晓静（江苏大学材料科学与工程学院，江苏镇江212013）［摘要］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SuperfOrmAIuminium公司采用超塑成形技术

2、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21世纪的应用前景.［关键词］高应变速率超塑性；铝基复合材料；铝合金；材料制备［中图分类号］TG135+.3［文献标识码］A［文章编号］1671-7775（

3、2002）03-0067-05一般来讲，金属在一定温度和形变速率条件上.由于超塑成形没有回弹，加工偏差一般都小下所表现的具有大的延伸率和小的变形抗力的性于3.5%，公差与精密机加工相近.此外，超塑性质称为超塑性.超塑性成形是一种公认的少、无技术尤其符合全世界倡导的绿色环保加工的要切削的先进制造技术，它能利用材料在一定条件求，走在了一系列加工技术的前列.（温度、变形速度、组织等）下的超塑性能来制造复目前，超塑性技术仍难以大规模应用，其瓶颈杂工件，从而大大降低材料消耗，增加结构的完整在于：常规超塑性材料的晶粒较大，应变速率太性和互换性，并为结构设计、

4、制造和装配提供新的低（<10-4-1），限制了生产效率的提高；现有高s自由度和创造力.70年代以后，超塑性的研究和应变速率（>10-2-1）超塑性材料的成本太高.s应用进入了发展时期，特别是近年来成功地开发国际情报跟踪表明，西方发达国家对高应变速率出高应变速率超塑性材料及其加工技术并在许多超塑性和超细晶块体材料的研究给予了高度重领域得到应用，因而受到人们的广泛重视.超塑视，取得显著进展［3］.与国外相比，由于起步晚，性成形的流动应力可降低1~2个数量级，对模具投入少，我国在高应变速率超塑性和超细晶块体的损耗大大减小，可在吨位较小的设备上成形较材料

5、方面的研究十分落后，应用基础研究尤为缺大的工件；成形后的工件不存在硬化引起的弹性乏，国内对低成本高应变速率超塑性的研究，除为残余应力，尺寸稳定，抗腐蚀能力强，屈服强度和数不多的科研单位的前期研究以外，基本上为空疲劳强度等机械性能都有显著的提高.应用超塑白.近几年来，高应变速率超塑性已成为超塑性性成形可以一步成形出形状复杂的工件，尺寸精研究领域的新方向，作者对高应变速率超塑性铝度一般可以达到LT8~10级，表面粗糙度可达到基材料的研究现状以及应用前景进行了全面的Ra0.2~0.8，一般无需后续研磨或抛光等表面加阐述.工，大大节约了材料，简化了加工工

6、序，实现了净!铝基材料的制备与性能成形；由于所成形的工件晶粒可细化到12~16级，故具有良好的力学性能；由于工件成形时工作1984年，Nieh等人在铝基复合材料SiC/应力小，模具寿命可提高3~6倍，甚至10倍以2124及机械合金化材料IN9021的研究中发现［收稿日期］2002-02-28［基金项目］江苏省自然科学基金资助项目（BK99111）［作者简介］徐海卫（1978-），男，江苏海安人，江苏大学硕士生.68江苏大学学报（自然科学版）第23卷了高应变速率超塑性，之后一些研究者对铝合金用铸造方法获得的铝合金［8］.国内对前三项的研及铝基复合材

7、料的高应变速率超塑性进行了大量究已有了不少报道，尤其是粉末冶金技术已较成的研究.目前，在此领域国内外实现高应变速率熟.目前，绝大部分超塑性铝合金都是采用粉末超塑性的方法有多种，总结起来具有高应变速率冶金制备的.虽然对于铸造方法获得高应变速率超塑性的铝合金可以分为四类：l）快速凝固粉末超塑性铝合金也已经有了研究，但仍不成熟.表冶金铝合金；2）纤维增强铝基复合材料或弥散颗l、表2为已研制的高应变速率超塑材料及其超塑粒增强铝基复合材料；3）机械合金化铝合金；4）性能.表1粉末冶金Al合金Tab.1Powdermetallurgyaluminiumall

8、oy变形温度晶粒尺寸应变指数应变能"app应变速率!#Opt伸长率合金（K）（!m）!app（kJ/mOI）（S-l）（%）AI-cu-