难变形材料等温工艺研究进展

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1、难变形材料等温工艺研究进展摘要：难变形材料在轻合金方面主要包括铝合金、镁合金、钛合金。本文详细介绍了三种难变形轻合金的材料的物理性质、材料内部结构、特点、应用分类和目前材料研究进展。轻合金如此多优点，但变形困难，本文介绍了三种材料在等温工艺下成型的国内外研究进展。并对其在未来的发展方向做了展望。关键词：难变形；铝合金；镁合金；钛合金；等温工艺；等温挤压；等温锻造；研究进展TheprogressofresearchaboutdifficultlytransformmaterialisothermalcraftWangjingjing(CollegeofGraduatestude

2、nt,YanshanUniversity,Qinhuangdao,Hebei066004,China;)Abstract:Thedifficultlytransformmaterialsmainlyincludealuminummetalalloy,magnesiummetalalloyandtitaniummetalalloyinthelightmetalalloy.Thistextintroducedaninternalstructure,characteristics,appliedclassificationofthephysicalproperties,materi

3、alsofthreekindsofmaterialsthatisdifficulttotransformlightmetalalloyindetailtomakeprogresswithmaterialresearchcurrently.Lightmetalalloysomanyadvantage,buttransformdifficultly,thistextintroducedthreekindsofmaterialsatisothermalcraft'sbottomtomodelofdomesticandinternationalresearchprogress.And

4、it'sdidanoutlookinthefutureofdevelopmentdirection.Keywords:difficultlytransform;aluminummetalalloy;magnesiummetalalloy;titaniummetalalloy;isothermalcraft;isothermalsqueeze;isothermalforge;progressofresearch160引言难变形材料的成型工艺包括粉末冶金锻造，超塑性成型，等温成型。难变形材料晶粒细化的常用工艺:粉末冶金,强烈塑性变形,大挤压比挤压,等径角挤压,轧制,旋挤压,限制模

5、压变形。等温成型工艺指的是将模具加入到与变形材料相同的变形温度，在应变速率为10-2~10-4s-1变形过程中，是坯料与模具温度基本保持不变（坯料在变形过程中保持恒温）的成型方法。难变形合金材料目前应用比较广泛的是铝合金、镁合金、钛合金三种。这三种材料都有着相似的特性，密度相对钢材都小的多，结构强度刚度较好，比强度高，力学性能较好。尤其镁合金、钛合金刚度强度非常出色，这些合金材料是航天航空，低碳环保，节能减排等方向。下面简单介绍铝合金、镁合金、钛合金材料性能特点：1、铝合金材料概述铝镁合金和铝硅合金为主要的铝合金。铝合金材料的弹性模量约为钢材的三分之一，在结构上重量减轻时刚度

6、大致与之成本比例下降，所以铝合金材料不能用作结构主要承载件。目前铝合金大量应用在汽车、飞机等领域中，尤其是在汽车中，一辆高档汽车的铝合金用量占到20%还多[1]。铝合金材料密度约为钢材的三分之一，在强度满足要求的情况下，同一结构的钢质件自重是铝质件的两倍。铝合金材料的耐腐性好，铝材表面可产生一层的氧化铝保护膜，其表面硬度较高，不易损坏，在大气中有很好的防腐能力。2、镁合金材料概述镁合金的减振性好、导热性良好、可回收利用、电磁屏蔽性能好、比强度高、比刚度较高等特点，因此逐渐替代现代工业产品中的其他材料。在传统的成形过程中，镁合金坯料温度不均匀、坯料降温快、塑性差，使得锻件变形率

7、低，有较大的附加应力，变形过程中易产生裂纹。在等温状态下成形，其变形温度上下波动的幅度比较小，消除模具激冷和材料应变硬化的影响，成形件尺寸较稳定，工艺再现性好，因而成形后残余应力较小，零件的冷却和热处理变形小。另外，等温状态还可以完成近净成形加工，提高了镁合金的利用率以及锻件的性能。3、钛合金材料概述16钛合金的密度低（约为4.59／cm）、中温强度良好、比强度高（约为33）位于重要结构材料之首、高温抗蠕变性能好，在军工、民用等很多领域得到非常广泛的应用。美国钛产量的80%被用于航空航天工业。传统的锻造